<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="no"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD Journal Publishing DTD v2.3 20070202//EN" "journalpublishing.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">Front. Phys.</journal-id>
<journal-title>Frontiers in Physics</journal-title>
<abbrev-journal-title abbrev-type="pubmed">Front. Phys.</abbrev-journal-title>
<issn pub-type="epub">2296-424X</issn>
<publisher>
<publisher-name>Frontiers Media S.A.</publisher-name>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="doi">10.3389/fphy.2020.00293</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Physics</subject>
<subj-group>
<subject>Original Research</subject>
</subj-group>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>An Efficient Numerical Technique for Solving Time-Fractional Generalized Fisher&#x00027;s Equation</article-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Majeed</surname> <given-names>Abdul</given-names></name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1"><sup>1</sup></xref>
<uri xlink:href="http://loop.frontiersin.org/people/1041114/overview"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Kamran</surname> <given-names>Mohsin</given-names></name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1"><sup>1</sup></xref>
<uri xlink:href="http://loop.frontiersin.org/people/1095489/overview"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author" corresp="yes">
<name><surname>Abbas</surname> <given-names>Muhammad</given-names></name>
<xref ref-type="aff" rid="aff2"><sup>2</sup></xref>
<xref ref-type="corresp" rid="c001"><sup>&#x0002A;</sup></xref>
<uri xlink:href="http://loop.frontiersin.org/people/922453/overview"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Singh</surname> <given-names>Jagdev</given-names></name>
<xref ref-type="aff" rid="aff3"><sup>3</sup></xref>
<uri xlink:href="http://loop.frontiersin.org/people/528774/overview"/>
</contrib>
</contrib-group>
<aff id="aff1"><sup>1</sup><institution>Division of Science and Technology, Department of Mathematics, University of Education Lahore</institution>, <addr-line>Lahore</addr-line>, <country>Pakistan</country></aff>
<aff id="aff2"><sup>2</sup><institution>Department of Mathematics, University of Sargodha</institution>, <addr-line>Sargodha</addr-line>, <country>Pakistan</country></aff>
<aff id="aff3"><sup>3</sup><institution>Department of Mathematics, Jaipur Engineering College &#x00026; Research Centre (JECRC) University</institution>, <addr-line>Jaipur</addr-line>, <country>India</country></aff>
<author-notes>
<fn fn-type="edited-by"><p>Edited by: Xiao-Jun Yang, China University of Mining and Technology, China</p></fn>
<fn fn-type="edited-by"><p>Reviewed by: Haci Mehmet Baskonus, Harran University, Turkey; Harendra Singh, Indian Institute of Technology (BHU), India</p></fn>
<corresp id="c001">&#x0002A;Correspondence: Muhammad Abbas <email>muhammad.abbas&#x00040;uos.edu.pk</email></corresp>
<fn fn-type="other" id="fn001"><p>This article was submitted to Mathematical and Statistical Physics, a section of the journal Frontiers in Physics</p></fn></author-notes>
<pub-date pub-type="epub">
<day>08</day>
<month>10</month>
<year>2020</year>
</pub-date>
<pub-date pub-type="collection">
<year>2020</year>
</pub-date>
<volume>8</volume>
<elocation-id>293</elocation-id>
<history>
<date date-type="received">
<day>17</day>
<month>03</month>
<year>2020</year>
</date>
<date date-type="accepted">
<day>29</day>
<month>06</month>
<year>2020</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>Copyright &#x000A9; 2020 Majeed, Kamran, Abbas and Singh.</copyright-statement>
<copyright-year>2020</copyright-year>
<copyright-holder>Majeed, Kamran, Abbas and Singh</copyright-holder>
<license xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/"><p>This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY). The use, distribution or reproduction in other forums is permitted, provided the original author(s) and the copyright owner(s) are credited and that the original publication in this journal is cited, in accordance with accepted academic practice. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.</p></license>
</permissions>
<abstract><p>This paper extends the existing Fisher&#x00027;s equation by adding the source term and generalizing the degree &#x003B2; of the non-linear part. A numerical solution of a modified Fisher&#x00027;s equation for different values of &#x003B2; using the cubic B-spline collocation scheme is also investigated. The fractional derivative in a time dimension is discretized in Caputo&#x00027;s form based on the <italic>L</italic>1 formula, while cubic B-spline basis functions are used to interpolate the spatial derivative. The non-linear part in the model is linearized by the modified formula. The efficiency of the proposed scheme is examined by simulating four test examples with different initial and boundary conditions. The effect of different parameters is discussed and presented in tables and graphics form. Moreover, by using the Von Neumann stability formula, the proposed scheme is shown to be unconditionally stable. The results of error norms reflect that the present scheme is suitable for non-linear time fractional differential equations.</p></abstract>
<kwd-group>
<kwd>cubic B-spline (CBS) collocation scheme</kwd>
<kwd>time fractional modified Fisher equation</kwd>
<kwd>Caputo derivative</kwd>
<kwd>stability analysis</kwd>
<kwd>error norms</kwd>
</kwd-group>
<counts>
<fig-count count="9"/>
<table-count count="10"/>
<equation-count count="49"/>
<ref-count count="32"/>
<page-count count="11"/>
<word-count count="4609"/>
</counts>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec sec-type="intro" id="s1">
<title>1. Introduction</title>
<p>Fractional calculus-based models have been used in different fields of engineering and science. In the last few years, fractional differential equations have been widely used. The main advantage of using fractional order differential equation is its non-local property in mathematical modeling. During the twentieth century, the authors [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>] added a significant amount of research in the area of fractional calculus. The applications can be seen in different branches of science and engineering, such as finance [<xref ref-type="bibr" rid="B4">4</xref>], nano-technology [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>], electrodynamics [<xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>], and visco-elasticity. Fisher&#x00027;s equation is commonly used in epidemics and bacteria, branching Brownian motion, neolithic transitions and chemical kinetics [<xref ref-type="bibr" rid="B7">7</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>]. The spatial and temporal propagation of a virile gene in an infinite medium has been explained by Fisher [<xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>]. Several numerical methods for differential equations with Riemann-Liouville and Caputo sense fractional order derivatives have been applied and analyzed [<xref ref-type="bibr" rid="B11">11</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>].</p>
<p>The time-fractional Fisher&#x00027;s equation used in Baranwal et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B14">14</xref>] has been modified in this paper in two different ways: (1) by introducing the source term or (2) by generalizing the non-linear power.</p>
<p>The modified form of time fractional Fisher&#x00027;s equation is:</p>
<disp-formula id="E1"><label>(1.1)</label><mml:math id="M1"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>with the initial condition</p>
<disp-formula id="E3"><label>(1.2)</label><mml:math id="M3"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x003C8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>and the boundary conditions</p>
<disp-formula id="E4"><label>(1.3)</label><mml:math id="M4"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where &#x003BD; is a parameter of viscosity.</p>
<p>The Caputo and Riemann-Liouville fractional derivatives have a wide range of applications [<xref ref-type="bibr" rid="B15">15</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>]. The Caputo derivative is used in this work:</p>
<disp-formula id="E5"><mml:math id="M5"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mstyle><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The Caputo derivative is discretized by the <italic>L</italic>1 formula [<xref ref-type="bibr" rid="B18">18</xref>]:</p>
<disp-formula id="E6"><label>(1.4)</label><mml:math id="M6"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mo>&#x02202;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:msup><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02202;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x00394;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>O</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x00394;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where <inline-formula><mml:math id="M7"><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>In this paper, we generalized the linearization formula used in [<xref ref-type="bibr" rid="B19">19</xref>]:</p>
<disp-formula id="E7"><label>(1.5)</label><mml:math id="M8"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where &#x003B2; is a positive integer.</p>
<p>The numerical and analytical solution of fractional order PDEs play an important role in explaining the characteristics of non-linear problems that arise in everyday life. In the literature, researchers applied various techniques for the numerical solutions of Fisher&#x00027;s equation. Baranwal et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B14">14</xref>] introduced an analytic algorithm for solving non-linear time-fractional reaction diffusion equations based on the variational iteration method (VIM) and Adomian decomposition method (ADM). Wazwaz and Gorguis [<xref ref-type="bibr" rid="B20">20</xref>] implemented ADM for the analytic study of Fisher&#x00027;s equation. Homotopy perturbation sumudu transform method has been applied for solving fractional non-linear dispersive equations by Abedle-Rady et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B21">21</xref>]. Gupta and Saha Ray [<xref ref-type="bibr" rid="B22">22</xref>] implemented two methods. Haar wavelet method and the optimal homotopy asymptotic method (OHAM) for the numerical solutions of arbitrary order PDE, such as Burger-Fisher&#x00027;s and generalized Fisher&#x00027;s equations. Cherif et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B23">23</xref>] solved space-fractional Fisher&#x00027;s equation using classical HPM. Khader and Saad [<xref ref-type="bibr" rid="B24">24</xref>] proposed a numerical solution for solving the space-fractional Fisher&#x00027;s equation using Chebyshev spectral collocation technique. Rawashdeh [<xref ref-type="bibr" rid="B25">25</xref>] introduced the fractional natural decomposition method (FNDM) to find the analytical and approximate solutions of the non-linear time-fractional Harry Dym equation and the non-linear time-fractional Fisher&#x00027;s equation. Singh [<xref ref-type="bibr" rid="B26">26</xref>] introduced an efficient computational method for the approximate solution of a non-linear Lane-Emden-type equation. The numerical solution of fractional vibration equation of large membrane has been investigated in Singh [<xref ref-type="bibr" rid="B27">27</xref>] by Jacobi polynomial. The authors in [<xref ref-type="bibr" rid="B28">28</xref>] employed the cubic B-spline method for the numerical simulations of time fractional Burgers&#x00027; and Fisher&#x00027;s equation. Singh et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B29">29</xref>] constructed a q-homotopy analysis transform method for solving time and space-fractional coupled Burgers&#x00027; equation. Najeeb et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B30">30</xref>] used HPM for the analytical solution of time-fractional reaction-diffusion equation. Majeed et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B28">28</xref>] used B-spline at non-uniform for the construction of craniofacial fractures.</p>
<p>In this paper, we have presented a cubic B-spline (CBS) algorithm for numerical simulation of the time-fractional generalized Fisher&#x00027;s equation. Caputo&#x00027;s time fractional derivative based on the <italic>L</italic>1 scheme has been discretized by finite difference formula, whereas spatial derivatives are discretized by CBS functions. The present approach is novel for the numerical results of fractional order PDEs and, to the best of our knowledge, any spline solution of the time-fractional generalized Fisher&#x00027;s equation has never yet been studied. Moreover, this scheme is equally effective for homogeneous and non-homogeneous boundary conditions.</p>
<p>This article has been presented in the following manner. Section 2 evolves a brief description of temporal discretization, cubic B-spline functions and spatial discretization. In section 4, the stability of the proposed algorithm has been discussed. The discussion on numerical results of four test problems has been reported in section 5. Concluding remarks of this work are given in section 6.</p></sec>
<sec id="s2">
<title>2. Description of the Method</title>
<p>Let us consider the interval [<italic>a, b</italic>] is sub divided into <italic>N</italic> finite elements of equal spacing <italic>h</italic> determined by the knots <italic>r</italic><sub><italic>j</italic></sub>, <italic>j</italic> &#x0003D; 0, 1, 2, 3.&#x02026;&#x02026;, <italic>N</italic> such that <italic>a</italic> &#x0003D; <italic>r</italic><sub>0</sub> &#x0003C; <italic>r</italic><sub>1</sub> &#x0003C; <italic>r</italic><sub>2</sub>&#x02026; &#x0003C; <italic>r</italic><sub><italic>N</italic>&#x02212;1</sub> &#x0003C; <italic>r</italic><sub><italic>N</italic></sub> &#x0003D; <italic>b</italic>. The cubic B-spline basis function at the grid points is defined as</p>
<disp-formula id="E8"><label>(2.1)</label><mml:math id="M9"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left left left"><mml:mtr columnalign="left"><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left" style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">if&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>h</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">if&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>h</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">if&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">if&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>From the above basis, the approximation solution <italic>Z</italic><sub><italic>N</italic></sub>(<italic>r, t</italic>) can be written in terms of linear combination of cubic B-spline base function as follows</p>
<disp-formula id="E9"><label>(2.2)</label><mml:math id="M10"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where <inline-formula><mml:math id="M11"><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>s</mml:mi></mml:math></inline-formula> are the unknowns to be determined. Four consecutive cubic B-splines are used to construct each element [<italic>r</italic><sub><italic>j</italic></sub>, <italic>r</italic><sub><italic>j</italic>&#x0002B;1</sub>]. The values of cubic B-splines and its derivatives at the nodal points are given in <xref ref-type="table" rid="T1">Table 1</xref>. The variation of <italic>Z</italic><sub><italic>N</italic></sub>(<italic>r, t</italic>) over the typical component [<italic>r</italic><sub><italic>j</italic></sub>, <italic>r</italic><sub><italic>j</italic>&#x0002B;1</sub>] is given by</p>
<disp-formula id="E10"><label>(2.3)</label><mml:math id="M22"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<table-wrap position="float" id="T1">
<label>Table 1</label>
<caption><p>Coefficients of CBS and its derivative at the nodes <italic>r</italic><sub><italic>j</italic></sub>.</p></caption>
<table frame="hsides" rules="groups">
<thead>
<tr>
<th valign="top" align="left"><bold><italic>Z</italic><sub><italic>N</italic></sub>(<italic>r, t</italic>)</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>&#x003A5;<sub><italic>j</italic>&#x02212;1</sub></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>&#x003A5;<sub><italic>j</italic></sub></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>&#x003A5;<sub><italic>j</italic>&#x0002B;1</sub></bold></th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="left"><italic>Z</italic><sub><italic>j</italic></sub> &#x0003D; <italic>Z</italic>(<italic>r</italic><sub><italic>j</italic></sub>)</td>
<td valign="top" align="center"><inline-formula><mml:math id="M12"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula></td>
<td valign="top" align="center"><inline-formula><mml:math id="M13"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula></td>
<td valign="top" align="center"><inline-formula><mml:math id="M14"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left"><inline-formula><mml:math id="M15"><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi><mml:msub><mml:mo>&#x02032;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mo>&#x02032;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula></td>
<td valign="top" align="center"><inline-formula><mml:math id="M16"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula></td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center"><inline-formula><mml:math id="M17"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left"><inline-formula><mml:math id="M18"><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi><mml:msub><mml:mo>&#x02033;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mo>&#x02033;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula></td>
<td valign="top" align="center"><inline-formula><mml:math id="M19"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula></td>
<td valign="top" align="center"><inline-formula><mml:math id="M20"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula></td>
<td valign="top" align="center"><inline-formula><mml:math id="M21"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>By plugging the approximation values given in <xref ref-type="table" rid="T1">Table 1</xref> into Equation (2.3) at (<italic>r</italic><sub><italic>j</italic></sub>, <italic>t</italic><sub><italic>n</italic></sub>), The Equation (1.1) yields the following set of fractional order ordinary differential equations.</p>
<disp-formula id="E11"><label>(2.4)</label><mml:math id="M23"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02022;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02022;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02022;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Here, &#x02022; represents &#x003B1;<italic>th</italic> order fractional derivative with respect to time. After some simplification, a recurrence relation for Equation (1.1) with &#x003B2; &#x0003D; 3 can be written as</p>
<disp-formula id="E13"><label>(2.5)</label><mml:math id="M25"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mn>6</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>1296</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>3</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>8</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>1296</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mn>6</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>1296</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mn>6</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>3</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mn>6</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>1296</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mrow><mml:msub><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo stretchy='false'>[</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>]</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x00394;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where <inline-formula><mml:math id="M27"><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></inline-formula> <inline-formula><mml:math id="M28"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></inline-formula> <inline-formula><mml:math id="M29"><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x00394;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula>. Moreover, the truncation error <inline-formula><mml:math id="M30"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x00394;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> is bounded as</p>
<disp-formula id="E15"><label>(2.6)</label><mml:math id="M31"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>|</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x00394;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>&#x003D6;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x00394;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where &#x003D6; is a real constant.</p>
<p>Lemma 2.1. <italic>The coefficients</italic> &#x003BB;<sub><italic>k</italic></sub> <italic>in (2.5) possess the following characteristics</italic> [<xref ref-type="bibr" rid="B31">31</xref>]:</p>
<list list-type="bullet">
<list-item><p>&#x003BB;<sub><italic>k</italic></sub> &#x0003E; 0 and &#x003BB;<sub>0</sub> &#x0003D; 1, <italic>k</italic> &#x0003D; 1:1:<italic>n</italic>,</p></list-item>
<list-item><p>&#x003BB;<sub>0</sub> &#x0003E; &#x003BB;<sub>1</sub> &#x0003E; &#x003BB;<sub>2</sub> &#x0003E; &#x02026; &#x0003E; &#x003BB;<sub><italic>k</italic></sub>, &#x003BB;<sub><italic>k</italic></sub> &#x02192; 0 as <italic>k</italic> &#x02192; &#x0221E;,</p></list-item>
<list-item><p><inline-formula><mml:math id="M32"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>.</p></list-item>
</list>
<p>Equation (2.5) is modified as</p>
<disp-formula id="E16"><label>(2.7)</label><mml:math id="M33"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>1296</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mrow><mml:msub><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo stretchy='false'>[</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>]</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x00394;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where <inline-formula><mml:math id="M35"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1296</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>8</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1296</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></inline-formula> <inline-formula><mml:math id="M36"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M37"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula></p>
<p>From (2.7), the system of <italic>N</italic> &#x0002B; 1 linear equation with <italic>N</italic> &#x0002B; 3 unknown parameters <inline-formula><mml:math id="M38"><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x02026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> can be obtained. To acquire unique solution of the system, two extra equations are needed. For this purpose, given boundary conditions are used. Thus, the system of linear equations for expression (2.7) becomes</p>
<disp-formula id="E18"><label>(2.8)</label><mml:math id="M39"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>P</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>Q</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E19"><mml:math id="M40"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x02026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where</p>
<disp-formula id="E20"><label>(2.9)</label><mml:math id="M41"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x022F1;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x022EE;</mml:mo></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:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></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:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></sec>
<sec id="s3">
<title>3. Initial Vector</title>
<p>For the initial vector, the initial and boundary conditions of the problem under consideration will help to compute the initial vector <inline-formula><mml:math id="M42"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x02026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>. The approximation (2.2) therefore becomes</p>
<disp-formula id="E21"><mml:math id="M43"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>To determine &#x003A5;<sup>0</sup>, the approximation for the derivatives of the initial and boundary conditions is as follows [<xref ref-type="bibr" rid="B32">32</xref>]:</p>
<list list-type="bullet">
<list-item><p><inline-formula><mml:math id="M44"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for <italic>j</italic> &#x0003D; 0, <italic>N</italic></p></list-item>
<list-item><p><inline-formula><mml:math id="M45"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for <italic>j</italic> &#x0003D; 0, 1, 2, &#x02026;, <italic>N</italic></p></list-item>
</list>
<p>This gives the following (<italic>N</italic> &#x0002B; 3) &#x000D7; (<italic>N</italic> &#x0002B; 3) matrix system:</p>
<disp-formula id="E22"><mml:math id="M46"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x022F1;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x022EE;</mml:mo></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:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></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:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>g</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>g</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
</sec>
<sec id="s4">
<title>4. Stability Analysis</title>
<p>The von Neumann analysis is frequently used to determine the requirements of stability, as it is usually simple to apply in a simple way. The solution in single Fourier mode is defined as</p>
<disp-formula id="E23"><label>(4.1)</label><mml:math id="M47"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where <inline-formula><mml:math id="M48"><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msqrt></mml:math></inline-formula>. The approximation solution of generalized Fisher&#x00027;s equation (2.7) can be written as</p>
<disp-formula id="E24"><label>(4.2)</label><mml:math id="M49"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>1296</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo stretchy='false'>[</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>]</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where <inline-formula><mml:math id="M51"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula> <inline-formula><mml:math id="M52"><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></inline-formula> <inline-formula><mml:math id="M53"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
<p>Substituting (4.1) into (4.2), we get</p>
<disp-formula id="E26"><mml:math id="M54"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:msup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:msup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:msup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>1296</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo stretchy='false'>[</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>]</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E27"><mml:math id="M55"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>[</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>]</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>[</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>]</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>1296</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo stretchy='false'>[</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>]</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E60"><mml:math id="M88"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:msup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>[</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>]</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>1296</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>[</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msubsup><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo stretchy='false'>[</mml:mo><mml:msup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msup><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>[</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>By inserting values of &#x003B1;<sub>0</sub>, &#x003B1;<sub>1</sub> and <italic>n</italic><sub>1</sub>, <italic>n</italic><sub>2</sub>, <italic>n</italic><sub>3</sub> in above expression, we have</p>
<disp-formula id="E29"><mml:math id="M57"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1296</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>216</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mstyle><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>216</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The applied scheme is stable if augment factor |&#x003A5;<sup><italic>k</italic>&#x0002B;1</sup>| &#x02264; 1, and, from the above expression, we can observe that value of numerator is lesser than denominator for the values of &#x003B3;, &#x003B7;, <italic>h</italic>. The scheme become unstable as the approximations grows in magnitude.</p>
<disp-formula id="E30"><mml:math id="M58"><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E31"><mml:math id="M59"><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>The above result thus reflects that scheme is unconditionally stable.</p></sec>
<sec id="s5">
<title>5. Applications and Discussion</title>
<p>This section presents some examples with different initial and boundary conditions. The numerical results are presented graphically and numerically in figures and tables. The error norms <italic>L</italic><sup>2</sup> and <italic>L</italic><sup>&#x0221E;</sup> are computed to analyze the precision of the suggested technique as</p>
<disp-formula id="E32"><mml:math id="M60"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x02225;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x02225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02243;</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E33"><mml:math id="M61"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x02225;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x02225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02243;</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>In this manuscript we used, MATLAB 2015b on <italic>Intel</italic><sup><italic>R</italic></sup><italic>CORE</italic><sup><italic>TM</italic></sup><italic>i</italic>5 CPU with 8GB RAM and 64-bit operating system (window 7) for numerical simulations.</p>
<p>Example 5.1. Consider the fractional order Fisher&#x00027;s equation (1.1) for &#x003B2; &#x0003D; 3 subject to</p>
<disp-formula id="E34"><label>(5.1)</label><mml:math id="M62"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E35"><mml:math id="M63"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E36"><mml:math id="M64"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>and the source term</p>
<disp-formula id="E37"><mml:math id="M65"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo class="qopname">exp</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="qopname">exp</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="qopname">exp</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="qopname">exp</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The approximate solution (2.3) can be written in piecewise form:</p>
<disp-formula id="E38"><label>(5.2)</label><mml:math id="M66"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E40"><label>(5.3)</label><mml:math id="M68"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left left left"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr columnalign="left"><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>64</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>805</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>99997</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign="left"><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>56667</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>51</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>818</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>0004</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign="left"><mml:mtd><mml:mn>16</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>75</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>10</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>22</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>124</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>87093</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign="left"><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>11667</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>195</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>8945</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>0068</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign="left"><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>033333</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>015</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>9665</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>0165</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign="left"><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>066667</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>035</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>9915</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>0206</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign="left"><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>05</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>005</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>9735</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>017</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign="left"><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>033333</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>03</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>949</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>0113</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>8</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign="left"><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3546</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>8511</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>6810</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1816</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>8</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>8</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>9</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign="left"><mml:mtd><mml:mn>10640</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>29793</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>27664</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>8525</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>9</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The exact solution of (5.1) is <italic>Z</italic>(<italic>r, t</italic>) &#x0003D; <italic>t</italic><sup>2&#x003B1;</sup>(1 &#x02212; <italic>r</italic><sup>2</sup>)exp(2<italic>r</italic>).</p>
<p><xref ref-type="fig" rid="F1">Figures 1</xref>, <xref ref-type="fig" rid="F2">2</xref> explores the comparison of CBS solution with exact solution for Example 5.1 for different parameters. <xref ref-type="fig" rid="F1">Figure 1A</xref> shows the 2-dimensional preview of approximate and exact results for <italic>t</italic> &#x0003D; 0.25 with &#x003B1; &#x0003D; 0.95, <italic>h</italic> &#x0003D; 0.01, &#x00394;<italic>t</italic> &#x0003D; 0.0003 and &#x003BD; &#x0003D; 1. The graph illustrates that exact and approximate outcomes are indiscriminately similar to each other. <xref ref-type="fig" rid="F1">Figure 1B</xref> cites the action of solution obtained for Equation (5.1) with &#x003B1; &#x0003D; 0.95, <italic>h</italic> &#x0003D; 0.01, &#x003BD; &#x0003D; 1 and for various time steps <italic>t</italic> &#x0003D; 0.5, 0.75, and 1 with &#x00394;<italic>t</italic> &#x0003D; 0.0003. It is clear from the graph that both solutions are overlapping. Three dimensional preview has been given in <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2</xref>. While the influence of &#x003B1; has been discussed for distinct Brownian motion, i.e, &#x003B1; &#x0003D; 0.25, 0.5, and 0.98 in <xref ref-type="fig" rid="F3">Figure 3</xref>. It can be observed that as the value of &#x003B1; increases, the solution profile decreases and as &#x003B1; &#x02192; 1, the numerical solution tends to overlap the exact solution. The comparison of numerical and exact outcomes is expressed in <xref ref-type="table" rid="T2">Table 2</xref>, which shows that both results are consistent with each other and are accurate up to 5 decimal places. The numerical results for &#x003B1; variation is presented in <xref ref-type="table" rid="T3">Table 3</xref>. It is clear from tabular data that both results strongly agree with each other, and the accuracy of the scheme is examined by the error norms as shown in <xref ref-type="table" rid="T4">Table 4</xref>.</p>
<fig id="F1" position="float">
<label>Figure 1</label>
<caption><p>Approximate results of Example 5.1 at different time levels for &#x003B1; &#x0003D; 0.95, &#x003BD; &#x0003D; 1, &#x00394;<italic>t</italic> &#x0003D; 0.0003, and <italic>h</italic> &#x0003D; 0.01. <bold>(A)</bold> For <italic>t</italic> &#x0003D; 0.25. <bold>(B)</bold> For <italic>t</italic> &#x0003D; 0.5, 0.75, and 1.</p></caption>
<graphic xlink:href="fphy-08-00293-g0001.tif"/>
</fig>
<fig id="F2" position="float">
<label>Figure 2</label>
<caption><p>3D image of numerical solution of Example 5.1 for <italic>t &#x003F5;</italic> [0, 1], &#x003B1; &#x0003D; 0.25, &#x003BD; &#x0003D; 1, &#x00394;<italic>t</italic> &#x0003D; 0.0003, and <italic>h</italic> &#x0003D; 0.01.</p></caption>
<graphic xlink:href="fphy-08-00293-g0002.tif"/>
</fig>
<fig id="F3" position="float">
<label>Figure 3</label>
<caption><p>Numerical solution of Example 5.1 for various values of &#x003B1; &#x0003D; 0.25, 0.5, <italic>and</italic> 0.98, &#x003BD; &#x0003D; 1, &#x00394;<italic>t</italic> &#x0003D; 0.0003, and <italic>h</italic> &#x0003D; 0.01.</p></caption>
<graphic xlink:href="fphy-08-00293-g0003.tif"/>
</fig>
<table-wrap position="float" id="T2">
<label>Table 2</label>
<caption><p>The comparison of results for Example 5.1 at different time level.</p></caption>
<table frame="hsides" rules="groups">
<thead>
<tr>
<th valign="top" align="center" colspan="2" style="border-bottom: thin solid #000000;"><bold><italic>t</italic> &#x0003D; 0.5</bold></th>
<th valign="top" align="center" colspan="2" style="border-bottom: thin solid #000000;"><bold><italic>t</italic> &#x0003D; 0.75</bold></th>
<th valign="top" align="center" colspan="2" style="border-bottom: thin solid #000000;"><bold><italic>t</italic> &#x0003D; 1</bold></th>
</tr>
<tr>
<th valign="top" align="left"><bold>Exact</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>Approximate</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>Exact</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>Approximate</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>Exact</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>Approximate</bold></th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="left">0.5</td>
<td valign="top" align="center">0.5</td>
<td valign="top" align="center">0.750</td>
<td valign="top" align="center">0.750</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="center">1</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">0.5937599</td>
<td valign="top" align="center">0.5937573</td>
<td valign="top" align="center">0.89063992</td>
<td valign="top" align="center">0.8906763</td>
<td valign="top" align="center">1.1875199</td>
<td valign="top" align="center">1.1875187</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">0.7047480</td>
<td valign="top" align="center">0.7047441</td>
<td valign="top" align="center">1.05712208</td>
<td valign="top" align="center">1.0571243</td>
<td valign="top" align="center">1.409496</td>
<td valign="top" align="center">1.4094943</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">0.8179162</td>
<td valign="top" align="center">0.8179136</td>
<td valign="top" align="center">1.22687444</td>
<td valign="top" align="center">1.2268714</td>
<td valign="top" align="center">1.635832</td>
<td valign="top" align="center">1.6358312</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">0.9248351</td>
<td valign="top" align="center">0.9248321</td>
<td valign="top" align="center">1.38725275</td>
<td valign="top" align="center">1.3872564</td>
<td valign="top" align="center">1.849670</td>
<td valign="top" align="center">1.8496765</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">1.0123601</td>
<td valign="top" align="center">1.0123537</td>
<td valign="top" align="center">1.51854022</td>
<td valign="top" align="center">1.5185531</td>
<td valign="top" align="center">2.024720</td>
<td valign="top" align="center">2.0247276</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">1.0607632</td>
<td valign="top" align="center">1.0607532</td>
<td valign="top" align="center">1.59114490</td>
<td valign="top" align="center">1.5911456</td>
<td valign="top" align="center">2.121526</td>
<td valign="top" align="center">2.1215213</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">1.0412254</td>
<td valign="top" align="center">1.0412256</td>
<td valign="top" align="center">1.56183822</td>
<td valign="top" align="center">1.5618331</td>
<td valign="top" align="center">2.082450</td>
<td valign="top" align="center">2.0824589</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">0.9124889</td>
<td valign="top" align="center">0.9124764</td>
<td valign="top" align="center">1.36873341</td>
<td valign="top" align="center">1.3687335</td>
<td valign="top" align="center">1.824977</td>
<td valign="top" align="center">1.8249795</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">0.6164085</td>
<td valign="top" align="center">0.6164432</td>
<td valign="top" align="center">0.92461286</td>
<td valign="top" align="center">0.92461257</td>
<td valign="top" align="center">1.2328171</td>
<td valign="top" align="center">1.2328141</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<table-wrap position="float" id="T3">
<label>Table 3</label>
<caption><p>The comparison of results for Example 5.1 at different values of &#x003B1; and <italic>t</italic> &#x0003D; 0.5.</p></caption>
<table frame="hsides" rules="groups">
<thead>
<tr>
<th valign="top" align="center" colspan="2" style="border-bottom: thin solid #000000;"><bold>&#x003B1; &#x0003D; 0.25</bold></th>
<th valign="top" align="center" colspan="2" style="border-bottom: thin solid #000000;"><bold>&#x003B1; &#x0003D; 0.5</bold></th>
<th valign="top" align="center" colspan="2" style="border-bottom: thin solid #000000;"><bold>&#x003B1; &#x0003D; 0.98</bold></th>
</tr>
<tr>
<th valign="top" align="left"><bold>Exact</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>Approximate</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>Exact</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>Approximate</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>Exact</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>Approximate</bold></th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="left">0.7071067</td>
<td valign="top" align="center">0.7071043</td>
<td valign="top" align="center">0.5</td>
<td valign="top" align="center">0.5</td>
<td valign="top" align="center">0.25</td>
<td valign="top" align="center">0.25</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">0.8397033</td>
<td valign="top" align="center">0.8397012</td>
<td valign="top" align="center">0.5937599</td>
<td valign="top" align="center">0.5937568</td>
<td valign="top" align="center">0.2968799</td>
<td valign="top" align="center">0.2968754</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">0.9966642</td>
<td valign="top" align="center">0.9966601</td>
<td valign="top" align="center">0.7047480</td>
<td valign="top" align="center">0.7047454</td>
<td valign="top" align="center">0.3523740</td>
<td valign="top" align="center">0.3523721</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">1.1567083</td>
<td valign="top" align="center">1.1567231</td>
<td valign="top" align="center">0.8179163</td>
<td valign="top" align="center">0.8179164</td>
<td valign="top" align="center">0.4089581</td>
<td valign="top" align="center">0.4089512</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">1.3079144</td>
<td valign="top" align="center">1.3079221</td>
<td valign="top" align="center">0.9248351</td>
<td valign="top" align="center">0.9248123</td>
<td valign="top" align="center">0.4624175</td>
<td valign="top" align="center">0.4624121</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">1.4316934</td>
<td valign="top" align="center">1.4316932</td>
<td valign="top" align="center">1.0123601</td>
<td valign="top" align="center">1.0123342</td>
<td valign="top" align="center">0.5061800</td>
<td valign="top" align="center">0.5061321</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">1.5001458</td>
<td valign="top" align="center">1.5001456</td>
<td valign="top" align="center">1.0607632</td>
<td valign="top" align="center">1.0607612</td>
<td valign="top" align="center">0.5303816</td>
<td valign="top" align="center">0.5303802</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">1.4725151</td>
<td valign="top" align="center">1.4725148</td>
<td valign="top" align="center">1.0412254</td>
<td valign="top" align="center">1.0412245</td>
<td valign="top" align="center">0.5206127</td>
<td valign="top" align="center">0.52061012</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">1.2904542</td>
<td valign="top" align="center">1.2904532</td>
<td valign="top" align="center">0.9124889</td>
<td valign="top" align="center">0.9124893</td>
<td valign="top" align="center">0.4562444</td>
<td valign="top" align="center">0.4562432</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">0.8717333</td>
<td valign="top" align="center">0.8717312</td>
<td valign="top" align="center">0.6164085</td>
<td valign="top" align="center">0.6164123</td>
<td valign="top" align="center">0.3082042</td>
<td valign="top" align="center">0.3082011</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<table-wrap position="float" id="T4">
<label>Table 4</label>
<caption><p>Computation of error norms for Example 5.1.</p></caption>
<table frame="hsides" rules="groups">
<thead>
<tr>
<th valign="top" align="left"><bold>t</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>L</italic><sup>2</sup> <italic>norm</italic></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>L</italic><sup>&#x0221E;</sup><italic>norm</italic></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>CPU time</bold></th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="left">0.5</td>
<td valign="top" align="center">3.923 &#x000D7; 10<sup>&#x02212;6</sup></td>
<td valign="top" align="center">3.470 &#x000D7; 10<sup>&#x02212;5</sup></td>
<td valign="top" align="center">0.0821</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">0.75</td>
<td valign="top" align="center">2.900 &#x000D7; 10<sup>&#x02212;3</sup></td>
<td valign="top" align="center">3.638 &#x000D7; 10<sup>&#x02212;5</sup></td>
<td valign="top" align="center">0.1201</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">1</td>
<td valign="top" align="center">1.489 &#x000D7; 10<sup>&#x02212;6</sup></td>
<td valign="top" align="center">8.900 &#x000D7; 10<sup>&#x02212;6</sup></td>
<td valign="top" align="center">0.1601</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>Example 5.2. The fractional order Fisher&#x00027;s equation (1.1) for &#x003B2; &#x0003D; 3 can be written as:</p>
<disp-formula id="E41"><label>(5.4)</label><mml:math id="M69"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>with</p>
<disp-formula id="E42"><mml:math id="M70"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo class="qopname">exp</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E43"><mml:math id="M71"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo class="qopname">exp</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>source term is</p>
<disp-formula id="E44"><mml:math id="M72"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr columnalign="left"><mml:mtd><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo class="qopname">exp</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="qopname">exp</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo class="qopname">exp</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo class="qopname">exp</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The Exact solution of Example 5.2 is <italic>Z</italic>(<italic>r, t</italic>) &#x0003D; (1 &#x0002B; <italic>t</italic><sup>2</sup>)<italic>r</italic><sup>2</sup>exp(2<italic>r</italic>). <xref ref-type="fig" rid="F4">Figures 4</xref>, <xref ref-type="fig" rid="F5">5</xref> plot the 2D and 3D preview of exact and approximate solutions of Example 5.2. The graph shown in <xref ref-type="fig" rid="F4">Figure 4A</xref> demonstrates that the approximate solution at <italic>t</italic> &#x0003D; 0.25, &#x003B1; &#x0003D; 0.95, <italic>h</italic> &#x0003D; 0.01, &#x00394;<italic>t</italic> &#x0003D; 0.0003, and &#x003BD; &#x0003D; 1 is compatible with exact solution. <xref ref-type="fig" rid="F4">Figure 4B</xref> shows the effect of various time steps <italic>t</italic> &#x0003D; 0.5, 0.75, and 1 on the solution profile. It is clear from the graphics that exact and numerical solutions have identical behavior for fixed value of &#x003B1; &#x0003D; 0.95. The comparison of exact and approximate results is presented in <xref ref-type="table" rid="T5">Table 5</xref>, which clearly shows that both solutions are very close to each other and have negligible errors. <xref ref-type="fig" rid="F5">Figure 5</xref> give 3D preview of approximate solution. To examine the accuracy of the present technique, error norms are computed and shown in <xref ref-type="table" rid="T6">Table 6</xref>.</p>
<fig id="F4" position="float">
<label>Figure 4</label>
<caption><p>Approximate results of Example 5.2 at different time levels for &#x003B1; &#x0003D; 0.95, &#x003BD; &#x0003D; 1, &#x00394;<italic>t</italic> &#x0003D; 0.0003, and <italic>h</italic> &#x0003D; 0.01. <bold>(A)</bold> For <italic>t</italic> &#x0003D; 0.25. <bold>(B)</bold> For <italic>t</italic> &#x0003D; 0.5, 0.75, and 1.</p></caption>
<graphic xlink:href="fphy-08-00293-g0004.tif"/>
</fig>
<fig id="F5" position="float">
<label>Figure 5</label>
<caption><p>3D preview of numerical solution of Example 5.2 for <italic>t &#x003F5;</italic> [0, 1], &#x003B1; &#x0003D; 0.95, &#x003BD; &#x0003D; 1, &#x00394;<italic>t</italic> &#x0003D; 0.0003, and <italic>h</italic> &#x0003D; 0.01.</p></caption>
<graphic xlink:href="fphy-08-00293-g0005.tif"/>
</fig>
<table-wrap position="float" id="T5">
<label>Table 5</label>
<caption><p>Numerical results for Example 5.2.</p></caption>
<table frame="hsides" rules="groups">
<thead>
<tr>
<th valign="top" align="center" colspan="2" style="border-bottom: thin solid #000000;"><italic><bold>t</bold></italic> <bold>= 0.5</bold></th>
<th valign="top" align="center" colspan="2" style="border-bottom: thin solid #000000;"><bold><italic>t</italic> = 0.75</bold></th>
<th valign="top" align="center" colspan="2" style="border-bottom: thin solid #000000;"><bold><italic>t</italic> = 1</bold></th>
</tr>
<tr>
<th valign="top" align="left"><bold>Exact</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>Approximate</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>Exact</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>Approximate</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>Exact</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>Approximate</bold></th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">0.0121218</td>
<td valign="top" align="center">0.0121321</td>
<td valign="top" align="center">0.0151522</td>
<td valign="top" align="center">0.0151433</td>
<td valign="top" align="center">0.0193949</td>
<td valign="top" align="center">0.0193932</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">0.0659855</td>
<td valign="top" align="center">0.0659843</td>
<td valign="top" align="center">0.0824819</td>
<td valign="top" align="center">0.0824654</td>
<td valign="top" align="center">0.1055769</td>
<td valign="top" align="center">0.1055759</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">0.1877572</td>
<td valign="top" align="center">0.1877576</td>
<td valign="top" align="center">0.2346966</td>
<td valign="top" align="center">0.2346753</td>
<td valign="top" align="center">0.3004116</td>
<td valign="top" align="center">0.3004116</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">0.4147524</td>
<td valign="top" align="center">0.4147527</td>
<td valign="top" align="center">0.5184405</td>
<td valign="top" align="center">0.5184425</td>
<td valign="top" align="center">0.6636038</td>
<td valign="top" align="center">0.6636021</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">0.7996699</td>
<td valign="top" align="center">0.7996642</td>
<td valign="top" align="center">0.9995874</td>
<td valign="top" align="center">0.9995841</td>
<td valign="top" align="center">1.2794718</td>
<td valign="top" align="center">1.2794717</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">1.4160595</td>
<td valign="top" align="center">1.4160543</td>
<td valign="top" align="center">1.7700744</td>
<td valign="top" align="center">1.7700722</td>
<td valign="top" align="center">2.2656953</td>
<td valign="top" align="center">2.2656943</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">2.3655633</td>
<td valign="top" align="center">2.3655421</td>
<td valign="top" align="center">2.9569541</td>
<td valign="top" align="center">2.9569543</td>
<td valign="top" align="center">3.7849013</td>
<td valign="top" align="center">3.7849021</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">3.7874724</td>
<td valign="top" align="center">3.7874722</td>
<td valign="top" align="center">4.7343405</td>
<td valign="top" align="center">4.7343421</td>
<td valign="top" align="center">6.0599558</td>
<td valign="top" align="center">6.0599533</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">5.8712990</td>
<td valign="top" align="center">5.8712976</td>
<td valign="top" align="center">7.3391238</td>
<td valign="top" align="center">7.3391242</td>
<td valign="top" align="center">9.3940785</td>
<td valign="top" align="center">9.3940752</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">9.2363201</td>
<td valign="top" align="center">9.2363212</td>
<td valign="top" align="center">11.545400</td>
<td valign="top" align="center">11.545410</td>
<td valign="top" align="center">14.778112</td>
<td valign="top" align="center">14.7781113</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<table-wrap position="float" id="T6">
<label>Table 6</label>
<caption><p>Error norms for Example 5.2.</p></caption>
<table frame="hsides" rules="groups">
<thead>
<tr>
<th valign="top" align="left"><bold>t</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>L</italic><sup>2</sup> <italic>norm</italic></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>L</italic><sup>&#x0221E;</sup> <italic>norm</italic></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>CPU time</bold></th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="left">0.5</td>
<td valign="top" align="center">2.49 &#x000D7; 10<sup>&#x02212;6</sup></td>
<td valign="top" align="center">2.12 &#x000D7; 10<sup>&#x02212;5</sup></td>
<td valign="top" align="center">0.0842</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">0.75</td>
<td valign="top" align="center">3.05 &#x000D7; 10<sup>&#x02212;6</sup></td>
<td valign="top" align="center">2.13 &#x000D7; 10<sup>&#x02212;5</sup></td>
<td valign="top" align="center">0.1252</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">1</td>
<td valign="top" align="center">5.105 &#x000D7; 10<sup>&#x02212;7</sup></td>
<td valign="top" align="center">3.3 &#x000D7; 10<sup>&#x02212;6</sup></td>
<td valign="top" align="center">0.1665</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>The approximate solution (2.3) can be written in piecewise form:</p>
<disp-formula id="E45"><label>(5.5)</label><mml:math id="M73"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E47"><label>(5.6)</label><mml:math id="M75"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>4667</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>9700</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>14</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>08</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>000033333</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>2667</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>61</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>14</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>116</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>0011667</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>221</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>05</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>130</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>68</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>11</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>898</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>7331</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>4667</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>395</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>14</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>614</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>04415</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>5</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>35</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>9</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>575</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>17</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>887</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>48042</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>6333</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>9</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>12</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>649</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>3925</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>56</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>233</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>103</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>26</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>75</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>145</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>12</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>107</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>104</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>25</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>233</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>76</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>160</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>77</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>42</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>939</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>8</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>587</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>43</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1426</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1167</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>311</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>8</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>9</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1846</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>5145</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>4747</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1463</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>9</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Example 5.3. For &#x003B2; &#x0003D; 2, the time fractional Fisher&#x00027;s equation becomes</p>
<disp-formula id="E48"><label>(5.7)</label><mml:math id="M76"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E49"><mml:math id="M77"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E50"><mml:math id="M78"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The source term</p>
<disp-formula id="E51"><mml:math id="M79"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr columnalign="right"><mml:mtd><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>24</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>5</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo class="qopname">sin</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo class="qopname">sin</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo class="qopname">sin</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo class="qopname">sin</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Exact solution for above conditions is</p>
<disp-formula id="E52"><mml:math id="M80"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo class="qopname">sin</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Thus, the approximate solution (2.3) can be written in piecewise form:</p>
<disp-formula id="E53"><label>(5.8)</label><mml:math id="M81"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left left left"><mml:mtr columnalign="center"><mml:mtd><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E55"><label>(5.9)</label><mml:math id="M83"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr columnalign="left"><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>17815</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>3562</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>9</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>008</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>23</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>753</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign="left"><mml:mtd><mml:mn>5938</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3562</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>9</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>712</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>59</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>47</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>506</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign="left"><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>033333</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>045</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>0195</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>00085</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign="left"><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>025</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>0155</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>00058333</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign="left"><mml:mtd><mml:mn>1490</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1788</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>715</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>36</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>95</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>38</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign="left"><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>4470</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>7153</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3755</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>649</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>75</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign="left"><mml:mtd><mml:mn>4470</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>8</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>8941</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>5901</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1281</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign="left"><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1490</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>3576</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2861</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>762</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>98</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>8</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign="left"><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>016667</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>005</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>0425</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>020917</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>8</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>9</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign="left"><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>033333</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>14</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>164</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>057367</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>9</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p><xref ref-type="fig" rid="F6">Figure 6A</xref>, displays the numerical and exact solution of Example 5.3 for <italic>t</italic> &#x0003D; 0.4, &#x003B1; &#x0003D; 0.96, <italic>h</italic> &#x0003D; 0.01 and &#x00394;<italic>t</italic> &#x0003D; 0.0001. The graphics illustrate that numerical and exact solutions are obviously shown to be indiscriminately comparable to one another. The effect of time concentrations <italic>t</italic> &#x0003D; 0.6, 0.8, and 1 is studied and presented in <xref ref-type="fig" rid="F6">Figure 6B</xref> keeping other parameters constant. It can be seen from graphics that both solutions have symmetrical conduct and their corresponding numerical data are presented in <xref ref-type="table" rid="T7">Table 7</xref>, which demonstrates that both results are accurate and have negligible error. <xref ref-type="fig" rid="F7">Figure 7</xref> plots three-dimensional solution and results of error norms is given in <xref ref-type="table" rid="T8">Table 8</xref>.</p>
<fig id="F6" position="float">
<label>Figure 6</label>
<caption><p>Numerical solution of Example 5.3 for variation in time at &#x003B1; &#x0003D; 0.96, &#x003BD; &#x0003D; 1, <italic>h</italic> &#x0003D; 0.01, &#x00394;<italic>t</italic> &#x0003D; 0.0001, and &#x003B2; &#x0003D; 1. <bold>(A)</bold> For <italic>t</italic> &#x0003D; 0.25. <bold>(B)</bold> For <italic>t</italic> &#x0003D; 0, 0.5, 0.75, and 1.</p></caption>
<graphic xlink:href="fphy-08-00293-g0006.tif"/>
</fig>
<table-wrap position="float" id="T7">
<label>Table 7</label>
<caption><p>Comparison of exact and numerical findings of Example 5.3 at various time stages.</p></caption>
<table frame="hsides" rules="groups">
<thead>
<tr>
<th valign="top" align="center" colspan="2" style="border-bottom: thin solid #000000;"><bold><italic>t</italic> &#x0003D; 0.6</bold></th>
<th valign="top" align="center" colspan="2" style="border-bottom: thin solid #000000;"><bold><italic>t</italic> &#x0003D; 0.8</bold></th>
<th valign="top" align="center" colspan="2" style="border-bottom: thin solid #000000;"><bold><italic>t</italic> &#x0003D; 1</bold></th>
</tr>
<tr>
<th valign="top" align="left"><bold>Exact</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>Approximate</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>Exact</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>Approximate</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>Exact</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>Approximate</bold></th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">0.06925</td>
<td valign="top" align="center">0.06925</td>
<td valign="top" align="center">0.21951</td>
<td valign="top" align="center">0.21952</td>
<td valign="top" align="center">0.5358</td>
<td valign="top" align="center">0.5358</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">0.12044</td>
<td valign="top" align="center">0.12043</td>
<td valign="top" align="center">0.38072</td>
<td valign="top" align="center">0.387087</td>
<td valign="top" align="center">0.92972</td>
<td valign="top" align="center">0.92974</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">0.12556</td>
<td valign="top" align="center">0.12543</td>
<td valign="top" align="center">0.39661</td>
<td valign="top" align="center">0.39665</td>
<td valign="top" align="center">0.9687</td>
<td valign="top" align="center">0.96854</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">0.08257</td>
<td valign="top" align="center">0.08258</td>
<td valign="top" align="center">0.26105</td>
<td valign="top" align="center">0.26126</td>
<td valign="top" align="center">0.63743</td>
<td valign="top" align="center">0.63782</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">0.008124</td>
<td valign="top" align="center">0.008321</td>
<td valign="top" align="center">0.02577</td>
<td valign="top" align="center">0.02573</td>
<td valign="top" align="center">0.06254</td>
<td valign="top" align="center">0.06258</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">-0.069443</td>
<td valign="top" align="center">-0.069432</td>
<td valign="top" align="center">-0.21942</td>
<td valign="top" align="center">-0.21946</td>
<td valign="top" align="center">-0.53582</td>
<td valign="top" align="center">-0.53543</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">-0.120415</td>
<td valign="top" align="center">-0.120325</td>
<td valign="top" align="center">-0.38083</td>
<td valign="top" align="center">-0.38072</td>
<td valign="top" align="center">-0.92982</td>
<td valign="top" align="center">-0.92984</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">-0.125432</td>
<td valign="top" align="center">-0.125412</td>
<td valign="top" align="center">-0.39662</td>
<td valign="top" align="center">-0.39663</td>
<td valign="top" align="center">-0.96841</td>
<td valign="top" align="center">-0.96872</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">-0.082581</td>
<td valign="top" align="center">-.082573</td>
<td valign="top" align="center">-0.26149</td>
<td valign="top" align="center">-0.26144</td>
<td valign="top" align="center">-0.63723</td>
<td valign="top" align="center">-0.63712</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<fig id="F7" position="float">
<label>Figure 7</label>
<caption><p>3D image of approximate results of Example 5.3 for <italic>t &#x003F5;</italic> [0, 1], &#x003B1; &#x0003D; 0.96, step size <italic>h</italic> &#x0003D; 0.01, &#x00394;<italic>t</italic> &#x0003D; 0.0001, and &#x003BD; &#x0003D; 1.</p></caption>
<graphic xlink:href="fphy-08-00293-g0007.tif"/>
</fig>
<table-wrap position="float" id="T8">
<label>Table 8</label>
<caption><p>Comparison of error norms of Example 5.3.</p></caption>
<table frame="hsides" rules="groups">
<thead>
<tr>
<th valign="top" align="left"><bold>t</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>L</italic><sup>2</sup> <italic>norm</italic></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>L</italic><sup>&#x0221E;</sup> <italic>norm</italic></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>CPU time</bold></th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="left">0.6</td>
<td valign="top" align="center">2.541 &#x000D7; 10<sup>&#x02212;5</sup></td>
<td valign="top" align="center">1.97 &#x000D7; 10<sup>&#x02212;4</sup></td>
<td valign="top" align="center">0.0930</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">0.8</td>
<td valign="top" align="center">6.371 &#x000D7; 10<sup>&#x02212;4</sup></td>
<td valign="top" align="center">6.366 &#x000D7; 10<sup>&#x02212;3</sup></td>
<td valign="top" align="center">0.1203</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">1</td>
<td valign="top" align="center">5.383 &#x000D7; 10<sup>&#x02212;5</sup></td>
<td valign="top" align="center">3.9 &#x000D7; 10<sup>&#x02212;4</sup></td>
<td valign="top" align="center">0.1561</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>The influence of Brownian motion, i.e, &#x003B1; &#x0003D; 0.25, 0.75, on solution curve is displayed in <xref ref-type="fig" rid="F8">Figure 8</xref>. The identical behavior of solution curves demonstrates that for smaller values of &#x003B1;, the solution profile is away from the exact result and as &#x003B1; &#x02192; 1, the approximate and exact solution tends to overlap.</p>
<fig id="F8" position="float">
<label>Figure 8</label>
<caption><p>Approximate results of Example 5.3 for &#x003B1; &#x0003D; 0.5, 0.75 <italic>and</italic> 0.95, <italic>h</italic> &#x0003D; 0.01, &#x00394;<italic>t</italic> &#x0003D; 0.0001, and &#x003BD; &#x0003D; 1.</p></caption>
<graphic xlink:href="fphy-08-00293-g0008.tif"/>
</fig>
<p>Example 5.4. Fisher&#x00027;s equation with fractional order for &#x003B2; &#x0003D; 1 with <italic>f</italic>(<italic>r, t</italic>) &#x0003D; 0, is</p>
<disp-formula id="E56"><label>(5.10)</label><mml:math id="M84"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E57"><mml:math id="M85"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The exact solution of the model for &#x003B1; &#x0003D; 1 is,</p>
<disp-formula id="E58"><mml:math id="M86"><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo class="qopname">exp</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo class="qopname">exp</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>The graphical illustration of exact and numerical solutions for Example 5.4 are shown in <xref ref-type="fig" rid="F9">Figure 9</xref>. <xref ref-type="fig" rid="F9">Figure 9A</xref> shows compatibility of exact and numerical results for <italic>h</italic> &#x0003D; 0.01, &#x00394;<italic>t</italic> &#x0003D; 0.02, &#x003B1; &#x0003D; 1, and &#x003C3;<sup>&#x0002A;</sup> &#x0003D; 0.25. The multiple curves for exact and numerical solutions for various values of &#x003C3;<sup>&#x0002A;</sup> &#x0003D; 0.5, 0.7, and 0.9 are shown in <xref ref-type="fig" rid="F9">Figure 9B</xref>. The comparison of exact and approximate solutions acquired by the proposed scheme is expressed in <xref ref-type="table" rid="T9">Table 9</xref>. The tabular data demonstrate that both solutions are compatible with each other for various values of &#x003C3;<sup>&#x0002A;</sup>. <xref ref-type="table" rid="T10">Table 10</xref> demonstrates the error norms.</p>
<fig id="F9" position="float">
<label>Figure 9</label>
<caption><p>Numerical results of Example 5.4 for various values of &#x003C3;<sup>&#x0002A;</sup> and &#x003B1; &#x0003D; 1, &#x00394;<italic>t</italic> &#x0003D; 0.02, and <italic>h</italic> &#x0003D; 0.01. <bold>(A)</bold> For &#x003C3;<sup>&#x0002A;</sup> &#x0003D; 0.25. <bold>(B)</bold> For &#x003C3;<sup>&#x0002A;</sup> &#x0003D; 0.5, 0.7, and 0.9.</p></caption>
<graphic xlink:href="fphy-08-00293-g0009.tif"/>
</fig>
<table-wrap position="float" id="T9">
<label>Table 9</label>
<caption><p>Exact and numerical results of Example 5.4 at different values of &#x003C3;<sup>&#x0002A;</sup>.</p></caption>
<table frame="hsides" rules="groups">
<thead>
<tr>
<th valign="top" align="center" colspan="2" style="border-bottom: thin solid #000000;"><bold>&#x003C3;<sup><bold>&#x0002A;</bold></sup> &#x0003D; 0.5</bold></th>
<th valign="top" align="center" colspan="2" style="border-bottom: thin solid #000000;"><bold>&#x003C3;<sup><bold>&#x0002A;</bold></sup> &#x0003D; 0.7</bold></th>
<th valign="top" align="center" colspan="2" style="border-bottom: thin solid #000000;"><bold>&#x003C3;<sup><bold>&#x0002A;</bold></sup> &#x0003D; 0.9</bold></th>
</tr>
<tr>
<th valign="top" align="left"><bold>Exact</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>Approximate</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>Exact</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>Approximate</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>Exact</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>Approximate</bold></th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="left">0.5</td>
<td valign="top" align="center">0.5</td>
<td valign="top" align="center">0.7</td>
<td valign="top" align="center">0.7</td>
<td valign="top" align="center">0.9</td>
<td valign="top" align="center">0.9</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">0.5224848</td>
<td valign="top" align="center">0.5224743</td>
<td valign="top" align="center">0.7185535</td>
<td valign="top" align="center">0.7185432</td>
<td valign="top" align="center">0.9078134</td>
<td valign="top" align="center">0.9078432</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">0.5473576</td>
<td valign="top" align="center">0.5473321</td>
<td valign="top" align="center">0.7383282</td>
<td valign="top" align="center">0.7383321</td>
<td valign="top" align="center">0.9158479</td>
<td valign="top" align="center">0.9158980</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">0.5719961</td>
<td valign="top" align="center">0.5719883</td>
<td valign="top" align="center">0.7571831</td>
<td valign="top" align="center">0.7571743</td>
<td valign="top" align="center">0.9232413</td>
<td valign="top" align="center">0.9232421</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">0.5962826</td>
<td valign="top" align="center">0.5961235</td>
<td valign="top" align="center">0.7750933</td>
<td valign="top" align="center">0.7750653</td>
<td valign="top" align="center">0.9300348</td>
<td valign="top" align="center">0.9300343</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">0.6201064</td>
<td valign="top" align="center">0.6201432</td>
<td valign="top" align="center">0.7920452</td>
<td valign="top" align="center">0.7920876</td>
<td valign="top" align="center">0.9362685</td>
<td valign="top" align="center">0.9362651</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">0.6433651</td>
<td valign="top" align="center">0.6433321</td>
<td valign="top" align="center">0.8080358</td>
<td valign="top" align="center">0.8080213</td>
<td valign="top" align="center">0.9419815</td>
<td valign="top" align="center">0.9419821</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">0.6659669</td>
<td valign="top" align="center">0.6659442</td>
<td valign="top" align="center">0.8230715</td>
<td valign="top" align="center">0.8230342</td>
<td valign="top" align="center">0.9472112</td>
<td valign="top" align="center">0.9472131</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">0.6878313</td>
<td valign="top" align="center">0.6878321</td>
<td valign="top" align="center">0.8371669</td>
<td valign="top" align="center">0.8371321</td>
<td valign="top" align="center">0.9519936</td>
<td valign="top" align="center">0.9519527</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">0.7088901</td>
<td valign="top" align="center">0.7088870</td>
<td valign="top" align="center">0.8503435</td>
<td valign="top" align="center">0.8503876</td>
<td valign="top" align="center">0.9563626</td>
<td valign="top" align="center">0.9563984</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">0.7310585</td>
<td valign="top" align="center">0.7310572</td>
<td valign="top" align="center">0.8638095</td>
<td valign="top" align="center">0.8638451</td>
<td valign="top" align="center">0.9607296</td>
<td valign="top" align="center">0.9607481</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<table-wrap position="float" id="T10">
<label>Table 10</label>
<caption><p>Comparison of error norms.</p></caption>
<table frame="hsides" rules="groups">
<thead>
<tr>
<th valign="top" align="left"><bold>&#x003C3;<sup>&#x0002A;</sup></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>L</italic><sup>2</sup> <italic>norm</italic></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>L</italic><sup>&#x0221E;</sup> <italic>norm</italic></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>CPU time</bold></th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="left">0.5</td>
<td valign="top" align="center">1.706 &#x000D7; 10<sup>&#x02212;5</sup></td>
<td valign="top" align="center">1.591 &#x000D7; 10<sup>&#x02212;4</sup></td>
<td valign="top" align="center">0.0811</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">0.75</td>
<td valign="top" align="center">9.38 &#x000D7; 10<sup>&#x02212;6</sup></td>
<td valign="top" align="center">4.4 &#x000D7; 10<sup>&#x02212;5</sup></td>
<td valign="top" align="center">0.1209</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">1</td>
<td valign="top" align="center">8.192 &#x000D7; 10<sup>&#x02212;6</sup></td>
<td valign="top" align="center">5.01 &#x000D7; 10<sup>&#x02212;5</sup></td>
<td valign="top" align="center">0.1606</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
</sec>
<sec id="s6">
<title>6. Concluding Remarks</title>
<p>In this study, cubic B-spline (CBS) scheme has been successfully implemented to acquire numerical solution of a time-fractional modified Fisher&#x00027;s equation for &#x003B2; &#x0003D; 2 and 3. The temporal derivative is discretized in the Caputo&#x00027;s sense by means of <italic>L</italic>1 formula, whereas CBS functions have been used for spatial derivative. The results acquired by the proposed scheme are presented in the form of tables and graphics. Following are the main outcomes of this study.</p>
<list list-type="order">
<list-item><p>The existing Fisher&#x00027;s model has been modified by adding source term and by increasing integer power of non-linear term.</p></list-item>
<list-item><p>The influence of &#x003B1; parameter has been studied for different values and observed that, as the value of &#x003B1; increases gradually, the solution profile <italic>Z</italic>(<italic>r, t</italic>) tends toward exact solution. The numerical solution overlaps the exact solution as &#x003B1; approaches 1 as shown in figures.</p></list-item>
<list-item><p>The numerical behavior of the proposed model with different initial and boundary conditions has been observed at different time levels.</p></list-item>
<list-item><p>The comparison of exact and numerical results displayed in graphics reveals that both results show symmetrical behavior and their corresponding numerical data presented in tables clearly elaborate consistency of the results.</p></list-item>
<list-item><p>The results of the study regarding stability of the presented scheme show that proposed scheme is unconditionally stable.</p></list-item>
</list>
<p>Moreover, the accuracy and efficiency of the proposed scheme is quantified by computing error norms and the numerical results reflect that the proposed scheme is applicable for non-linear time fractional generalized Fisher&#x00027;s equation.</p></sec>
<sec id="s7">
<title>Author Contributions</title>
<p>All authors listed have made a substantial, direct and intellectual contribution to the work, and approved it for publication.</p></sec>
<sec id="s8">
<title>Conflict of Interest</title>
<p>The authors declare that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as a potential conflict of interest. The reviewer HS declared a past co-authorship with one of the authors JS to the handling editor.</p></sec>
</body>
<back>
<ref-list>
<title>References</title>
<ref id="B1">
<label>1.</label>
<citation citation-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Caputo</surname> <given-names>M</given-names></name></person-group>. <source>Elasticita e Dissipazione</source>. <publisher-loc>Bologna</publisher-loc>: <publisher-name>Zanichelli</publisher-name> (<year>1969</year>).</citation></ref>
<ref id="B2">
<label>2.</label>
<citation citation-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Miller</surname> <given-names>KS</given-names></name> <name><surname>Ross</surname> <given-names>B</given-names></name></person-group>. <source>An Introduction to Fractional Calculus and Fractional Differential Equations</source>. <publisher-loc>New York, NY</publisher-loc>: <publisher-name>Wiley</publisher-name> (<year>1993</year>).</citation></ref>
<ref id="B3">
<label>3.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Liao</surname> <given-names>SJ</given-names></name></person-group>. <article-title>Homotopy analysis method: a new analytic method for nonlinear problems</article-title>. <source>Appl Math Mech</source>. (<year>1998</year>) <volume>19</volume>:<fpage>957</fpage>&#x02013;<lpage>62</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/BF02457955</pub-id></citation></ref>
<ref id="B4">
<label>4.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Scalar</surname> <given-names>E</given-names></name> <name><surname>Gorenflo</surname> <given-names>R</given-names></name> <name><surname>Mainardi</surname> <given-names>F</given-names></name></person-group>. <article-title>Fractional calculus and continuous time finance</article-title>. <source>Phys A</source>. (<year>2000</year>) <volume>284</volume>:<fpage>376</fpage>&#x02013;<lpage>84</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/S0378-4371(00)00255-7</pub-id></citation></ref>
<ref id="B5">
<label>5.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>West</surname> <given-names>BJ</given-names></name> <name><surname>Turalskal</surname> <given-names>M</given-names></name> <name><surname>Grigolini</surname> <given-names>P</given-names></name></person-group>. <article-title>Fractional calculus ties the microscopic and macroscopic scales of complex network dynamics</article-title>. <source>New J Phys</source>. (<year>2015</year>) <volume>17</volume>:<fpage>045009</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1088/1367-2630/17/4/045009</pub-id></citation></ref>
<ref id="B6">
<label>6.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Tarasov</surname> <given-names>VE</given-names></name></person-group>. <article-title>Fractional vector calculus and fractional Maxwell&#x00027;s equations</article-title>. <source>Ann Phys</source>. (<year>2008</year>) <volume>323</volume>:<fpage>2756</fpage>&#x02013;<lpage>78</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.aop.2008.04.005</pub-id></citation></ref>
<ref id="B7">
<label>7.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Rossa</surname> <given-names>J</given-names></name> <name><surname>Villaverdeb</surname> <given-names>AF</given-names></name> <name><surname>Bangab</surname> <given-names>JR</given-names></name> <name><surname>Vazquezc</surname> <given-names>S</given-names></name> <name><surname>Moranc</surname> <given-names>F</given-names></name></person-group>. <article-title>A generalized Fisher equation and its utility in chemical kinetics</article-title>. <source>Proc Natl Acad Sci USA</source>. (<year>2010</year>) <volume>107</volume>:<fpage>12777</fpage>&#x02013;<lpage>81</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1073/pnas.1008257107</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">20615992</pub-id></citation></ref>
<ref id="B8">
<label>8.</label>
<citation citation-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Ammerman</surname> <given-names>AJ</given-names></name> <name><surname>Cavalli-Sforza</surname> <given-names>LL</given-names></name></person-group>. <source>The Neolithic Transition and the Genetics of Population in Europe</source>. <publisher-loc>Princeton, NJ</publisher-loc>: <publisher-name>Princeton University Press</publisher-name> (<year>1984</year>). <pub-id pub-id-type="pmid">16809513</pub-id></citation></ref>
<ref id="B9">
<label>9.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Kerke</surname> <given-names>VM</given-names></name></person-group>. <article-title>Results from variants of the Fisher equation in the study of epidemics and bacteria</article-title>. <source>Phys A</source>. (<year>2004</year>) <volume>342</volume>:<fpage>242</fpage>&#x02013;<lpage>8</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.physa.2004.04.084</pub-id></citation></ref>
<ref id="B10">
<label>10.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Fisher</surname> <given-names>RA</given-names></name></person-group>. <article-title>The wave of advance of advantageous genes</article-title>. <source>Ann Eugen</source>. (<year>1937</year>) <volume>7</volume>:<fpage>355</fpage>&#x02013;<lpage>69</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1111/j.1469-1809.1937.tb02153.x</pub-id></citation></ref>
<ref id="B11">
<label>11.</label>
<citation citation-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Podlubny</surname> <given-names>I</given-names></name></person-group>. <source>Fractional Differential Equations, Vol. 198 of Mathematics in Science and Engineering</source>. <publisher-loc>San Diego, CA</publisher-loc>: <publisher-name>Academic Press</publisher-name> (<year>1999</year>).</citation></ref>
<ref id="B12">
<label>12.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Odibat</surname> <given-names>Z</given-names></name></person-group>. <article-title>Approximation of fractional integrals and caputo fractional derivatives</article-title>. <source>Appl Math Comput</source>. (<year>2006</year>) <volume>178</volume>:<fpage>527</fpage>&#x02013;<lpage>33</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.amc.2005.11.072</pub-id></citation></ref>
<ref id="B13">
<label>13.</label>
<citation citation-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Baleanu</surname> <given-names>D</given-names></name> <name><surname>Diethelm</surname> <given-names>K</given-names></name> <name><surname>Scalas</surname> <given-names>E</given-names></name> <name><surname>Trujillo</surname> <given-names>JJ</given-names></name></person-group>. <source>Fractional Calculus Models and Numerical Methods, Vol. 3 of Series on Complexity, Nonlinearity and Chaos</source>. <publisher-loc>Singapore</publisher-loc>: <publisher-name>World Scientific</publisher-name> (<year>2012</year>).</citation></ref>
<ref id="B14">
<label>14.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Baranwal</surname> <given-names>VK</given-names></name> <name><surname>Pandey</surname> <given-names>RK</given-names></name> <name><surname>Tripathi</surname> <given-names>MP</given-names></name> <name><surname>Singh</surname> <given-names>OP</given-names></name></person-group>. <article-title>An analytic algorithm for time fractional nonlinear reaction diffusion equation based on a new iterative method</article-title>. <source>Commun Nonlin Sci Numer Simul</source>. (<year>2012</year>) <volume>17</volume>:<fpage>3906</fpage>&#x02013;<lpage>21</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.cnsns.2012.02.015</pub-id></citation></ref>
<ref id="B15">
<label>15.</label>
<citation citation-type="web"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Yang</surname> <given-names>XJ</given-names></name> <name><surname>Machado</surname> <given-names>JAT</given-names></name> <name><surname>Baleanu</surname> <given-names>D</given-names></name></person-group>. <article-title>Anomalous diffusion models with general fractional derivatives within the kernels of the extended Mittag Leffler type functions</article-title>. <source>Rom Rep Phys</source>. (<year>2017</year>) <volume>69</volume>:<fpage>120</fpage>. Available online at:<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://hdl.handle.net/20.500.12416/1850">http://hdl.handle.net/20.500.12416/1850</ext-link></citation></ref>
<ref id="B16">
<label>16.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Yang</surname> <given-names>XJ</given-names></name></person-group>. <article-title>Fractional derivatives of constant and variable orders applied to anomalous relaxation models in heat-transfer problems</article-title>. <source>Therm Sci</source>. (<year>2017</year>) <volume>21</volume>:<fpage>116</fpage>&#x02013;<lpage>71</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.2298/TSCI161216326Y</pub-id></citation></ref>
<ref id="B17">
<label>17.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Yang</surname> <given-names>XJ</given-names></name> <name><surname>Machado</surname> <given-names>JAT</given-names></name> <name><surname>Cattani</surname> <given-names>C</given-names></name> <name><surname>Gao</surname> <given-names>F</given-names></name></person-group>. <article-title>On a fractal LC-electric circuit modeled by local fractional calculus</article-title>. <source>Commun Nonlinear Sci Numer Simul</source>. (<year>2017</year>) <volume>47</volume>:<fpage>200</fpage>&#x02013;<lpage>6</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.cnsns.2016.11.017</pub-id></citation></ref>
<ref id="B18">
<label>18.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Alaattin</surname> <given-names>E</given-names></name> <name><surname>Ucar</surname> <given-names>Y</given-names></name> <name><surname>Yagmurlu</surname> <given-names>N</given-names></name> <name><surname>Tasbozan</surname> <given-names>O</given-names></name></person-group>. <article-title>A Galerkin finite element method to solve fractional diffusion and fractional diffusionwave equations</article-title>. <source>Math Model Anal</source>. (<year>2013</year>) <volume>18</volume>:<fpage>260</fpage>&#x02013;<lpage>73</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3846/13926292.2013.783884</pub-id></citation></ref>
<ref id="B19">
<label>19.</label>
<citation citation-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Rubin</surname> <given-names>SG</given-names></name> <name><surname>Graves</surname> <given-names>RA</given-names></name></person-group>. <source>Cubic Spline Approximation for Problems in Fluid Mechanics</source>. <publisher-loc>Washington, DC</publisher-loc>: <publisher-name>NASA TR R-436</publisher-name> (<year>1975</year>).</citation></ref>
<ref id="B20">
<label>20.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Wazwaz</surname> <given-names>AM</given-names></name> <name><surname>Gorguis</surname> <given-names>A</given-names></name></person-group>. <article-title>An analytic study of Fishers equation by using Adomian decomposition method</article-title>. <source>Appl Math Comput</source>. (<year>2004</year>) <volume>154</volume>:<fpage>609</fpage>&#x02013;<lpage>20</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/S0096-3003(03)00738-0</pub-id></citation></ref>
<ref id="B21">
<label>21.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Abedle-Rady</surname> <given-names>AS</given-names></name> <name><surname>Rida</surname> <given-names>SZ</given-names></name> <name><surname>Arafa</surname> <given-names>AAM</given-names></name> <name><surname>Adedl-Rahim</surname> <given-names>HR</given-names></name></person-group>. <article-title>Approximate analytical solutions of the fractional nonlinear dispersive equations using homotopy perturbation Sumudu transform method</article-title>. <source>Int J Innov Sci Eng Technol</source>. (<year>2014</year>) <volume>19</volume>:<fpage>257</fpage>&#x02013;<lpage>67</lpage>.</citation></ref>
<ref id="B22">
<label>22.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Gupta</surname> <given-names>AK</given-names></name> <name><surname>Ray</surname> <given-names>SS</given-names></name></person-group>. <article-title>On the solutions of fractional Burgers Fisher and generalized Fishers equations using two reliable methods</article-title>. <source>Int J Math Math Sci</source>. (<year>2014</year>) <volume>2014</volume>:<fpage>682910</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1155/2014/682910</pub-id></citation></ref>
<ref id="B23">
<label>23.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Cherif</surname> <given-names>MH</given-names></name> <name><surname>Belghaba</surname> <given-names>K</given-names></name> <name><surname>Zaine</surname> <given-names>D</given-names></name></person-group>. <article-title>Homotopy perturbation method for solving the fractional Fishers equation</article-title>. <source>Int J Anal Appl</source>. (<year>2016</year>) <volume>101</volume>:<fpage>916</fpage>.</citation></ref>
<ref id="B24">
<label>24.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Khader</surname> <given-names>MM</given-names></name> <name><surname>Saad</surname> <given-names>KM</given-names></name></person-group>. <article-title>A numerical approach for solving the fractional Fisher equation using Chebyshev spectral collocation method</article-title>. <source>Chaos Solit Fract</source>. (<year>2018</year>) <volume>110</volume>:<fpage>169177</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.chaos.2018.03.018</pub-id></citation></ref>
<ref id="B25">
<label>25.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Rawashdeh</surname> <given-names>MS</given-names></name></person-group>. <article-title>The fractional natural decomposition method: theories and applications</article-title>. <source>Math Methods Appl Sci</source>. (<year>2016</year>) <volume>40</volume>:<fpage>2362</fpage>&#x02013;<lpage>76</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/mma.4144</pub-id></citation></ref>
<ref id="B26">
<label>26.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Singh</surname> <given-names>H</given-names></name></person-group>. <article-title>An efficient computational method for the approximate solution of nonlinear Lane-Emden type equations arising in astrophysics</article-title>. <source>Astrophys Space Sci</source>. (<year>2018</year>) <volume>363</volume>:<fpage>71</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s10509-018-3286-1</pub-id></citation></ref>
<ref id="B27">
<label>27.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Singh</surname> <given-names>H</given-names></name></person-group>. <article-title>Approximate solution of fractional vibration equation using Jacobi polynomials</article-title>. <source>Appl Math Comput</source>. (<year>2018</year>) <volume>317</volume>:<fpage>85</fpage>&#x02013;<lpage>100</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.amc.2017.08.057</pub-id></citation></ref>
<ref id="B28">
<label>28.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Majeed</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Piah</surname> <given-names>ARM</given-names></name> <name><surname>Rafique</surname> <given-names>M</given-names></name> <name><surname>Abdullah</surname> <given-names>JY</given-names></name> <name><surname>Rajion</surname> <given-names>ZA</given-names></name></person-group>. <article-title>NURBS curves with the application of multiple bones fracture reconstruction</article-title>. <source>Appl Math Comput</source>. (<year>2017</year>) <volume>315</volume>:<fpage>70</fpage>&#x02013;<lpage>84</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.amc.2017.05.061</pub-id></citation></ref>
<ref id="B29">
<label>29.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Singh</surname> <given-names>J</given-names></name> <name><surname>Kumar</surname> <given-names>D</given-names></name> <name><surname>Swroop</surname> <given-names>R</given-names></name></person-group>. <article-title>Numerical solution of timeand space-fractional coupled Burgers equations via homotopy algorithm</article-title>. <source>Alex Eng J</source>. (<year>2016</year>) <volume>552</volume>:<fpage>1753</fpage>&#x02013;<lpage>63</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.aej.2016.03.028</pub-id></citation></ref>
<ref id="B30">
<label>30.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Najeeb</surname> <given-names>AK</given-names></name> <name><surname>Ayaz</surname> <given-names>F</given-names></name> <name><surname>Jin</surname> <given-names>L</given-names></name> <name><surname>Ahmet</surname> <given-names>Y</given-names></name></person-group>. <article-title>On approximate solutions for the time-fractional reaction-diffusion equation of Fisher type</article-title>. <source>Int J Phys Sci</source>. (<year>2011</year>) <volume>6</volume>:<fpage>2483</fpage>&#x02013;<lpage>96</lpage>.</citation></ref>
<ref id="B31">
<label>31.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Sayevand</surname> <given-names>K</given-names></name> <name><surname>Yazdani</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Arjang</surname> <given-names>F</given-names></name></person-group>. <article-title>Cubic B-spline collocation method and its application for anomalous fractional diffusion equations in transport dynamic systems</article-title>. <source>J Vib Control</source>. (<year>2016</year>) <volume>22</volume>:<fpage>2173</fpage>&#x02013;<lpage>86</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1177/1077546316636282</pub-id></citation></ref>
<ref id="B32">
<label>32.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Dag</surname> <given-names>I</given-names></name> <name><surname>Irk</surname> <given-names>D</given-names></name> <name><surname>Saka</surname> <given-names>B</given-names></name></person-group>. <article-title>A numerical solution of Burgers equation using cubic B-splines</article-title>. <source>Appl Math Comput</source>. (<year>2005</year>) <volume>163</volume>:<fpage>199</fpage>&#x02013;<lpage>211</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.amc.2004.01.028</pub-id></citation></ref>
</ref-list>
</back>
</article>