Hindawi Publishing Corporation Abstract and Applied Analysis Volume 2013, Article ID 165382, 28 pages http://dx.doi.org/10.1155/2013/165382 Research Article Existence and Iterative Algorithms of Positive Solutions for a Higher Order Nonlinear Neutral Delay Differential Equation Zeqing Liu,1 Ling Guan,1 Sunhong Lee,2 and Shin Min Kang2 1 2 Department of Mathematics, Liaoning Normal University, Dalian, Liaoning 116029, China Department of Mathematics and RINS, Gyeongsang National University, Jinju 660-701, Republic of Korea Correspondence should be addressed to Sunhong Lee; sunhong@gnu.ac.kr and Shin Min Kang, smkang@gnu.ac.kr Received 23 October 2012; Accepted 10 December 2012 Academic Editor: Jifeng Chu Copyright © 2013 Zeqing Liu et al. This is an open access article distributed under the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. This paper is concerned with the higher order nonlinear neutral delay differential equation [đ(đĄ)(đĽ(đĄ) + đ(đĄ)đĽ(đĄ − đ))(đ) ](đ−đ) + [â(đĄ, đĽ(â1 (đĄ)), . . . , đĽ(âđ (đĄ)))](đ) + đ(đĄ, đĽ(đ1 (đĄ)), . . . , đĽ(đđ (đĄ))) = đ(đĄ), for all đĄ ≥ đĄ0 . Using the Banach fixed point theorem, we establish the existence results of uncountably many positive solutions for the equation, construct Mann iterative sequences for approximating these positive solutions, and discuss error estimates between the approximate solutions and the positive solutions. Nine examples are included to dwell upon the importance and advantages of our results. 1. Introduction and Preliminaries In recent years, the existence problems of nonoscillatory solutions for neutral delay differential equations of first, second, third, and higher order have been studied intensively by using fixed point theorems; see, for example, [1–12] and the references therein. Using the Banach, Schauder, and Krasnoselskii fixed point theorems, Zhang et al. [9] and Liu et al. [7] considered the existence of nonoscillatory solutions for the following first order neutral delay differential equations: ó¸ [đĽ (đĄ) + đđĽ (đĄ − đ)]ó¸ ó¸ + đ1 (đĄ) đĽ (đĄ − đ1 ) − đ2 (đĄ) đĽ (đĄ − đ2 ) = 0, [đ (đĄ) (đĽ (đĄ) + đ (đĄ) đĽ (đĄ − đ))ó¸ ] đ ∀đĄ ≥ đĄ0 , [đĽ (đĄ) + đ (đĄ) đĽ (đĄ − đ)]ó¸ + â (đĄ) đ (đĽ (đĄ − đ1 ) , đĽ (đĄ − đ2 ) , . . . , đĽ (đĄ − đđ )) = đ (đĄ) , ∀đĄ ≥ đĄ0 , (1) where đ ∈ đś([đĄ0 , +∞), R \ {±1}) and đ ∈ đś([đĄ0 , +∞), R). Making use of the Banach and Krasnoselskii fixed point theorems, KulenovicĚ and HadzĚiomerspahicĚ [2] and Zhou [10] ∀đĄ ≥ đĄ0 , ó¸ + ∑đđ (đĄ) đđ (đĽ (đĄ − đđ )) = 0, đ=1 [đĽ (đĄ) + đ (đĄ) đĽ (đĄ − đ)] + đ1 (đĄ) đĽ (đĄ − đ1 ) − đ2 (đĄ) đĽ (đĄ − đ2 ) = 0, studied the existence of a nonoscillatory solution for the following second order neutral differential equations: (2) ∀đĄ ≥ đĄ0 , where đ ∈ R \ {±1} and đ ∈ đś([đĄ0 , ∞), R). Zhou and Zhang [11], Zhou et al. [12], and Liu et al. [4], respectively, investigated the existence of nonoscillatory solutions for the following higher order neutral delay differential equations: [đĽ (đĄ) + đđĽ (đĄ − đ)](đ) + (−1)đ+1 [đ (đĄ) đĽ (đĄ − đ) − đ (đĄ) đĽ (đĄ − đż)] = 0, ∀đĄ ≥ đĄ0 , 2 Abstract and Applied Analysis [đĽ (đĄ) + đ (đĄ) đĽ (đĄ − đ)](đ) đ + ∑đđ (đĄ) đđ (đĽ (đĄ − đđ )) = đ (đĄ) , CB([đž, +∞), R) stands for the Banach space of all continuous and bounded functions in [đž, +∞) with norm âđĽâ = supđĄ≥đž |đĽ(đĄ)|, and for any đ > đ > 0 ∀đĄ ≥ đĄ0 , đ=1 [đĽ (đĄ) + đđĽ (đĄ − đ)](đ) + (−1) = đ (đĄ) , đ+1 Ω1 (đ, đ) = {đĽ ∈ CB ([đž, +∞) , R) : đ (đĄ, đĽ (đĄ − đ1 ) , đĽ (đĄ − đ2 ) , . . . , đĽ (đĄ − đđ )) ∀đĄ ≥ đĄ0 , (3) đ ≤ đĽ (đĄ) ≤ đ, ∀đĄ ≥ đž} , Ω2 (đ, đ) = {đĽ ∈ CB ([đž, +∞) , R) : where đ ∈ R \ {±1}, đ ∈ đś([đĄ0 , ∞), R) and đ ∈ R \ {−1}. Candan [1] proved the existence of a bounded nonoscillatory solution for the higher order nonlinear neutral differential equation: [đ (đĄ) (đĽ (đĄ) + đ (đĄ) đĽ (đĄ − đ))(đ−1) ] ≤ đĽ (đĄ) ≤ ≤− ∀đĄ ≥ đĄ0 , (4) (đ−đ) = +[â (đĄ, đĽ (â1 (đĄ)) , . . . , đĽ (âđ (đĄ)))] (đ) = +đ (đĄ, đĽ (đ1 (đĄ)) , . . . , đĽ (đđ (đĄ))) = đ (đĄ) , ∀đĄ ≥ đĄ0 , (5) where đ, đ ∈ N and đ ∈ N0 with đ ≤ đ − đ − 1, đ > 0, đ ∈ đś([đĄ0 , +∞), R \ {0}), đ, đ, đđ , âđ ∈ đś([đĄ0 , +∞), R), â ∈ đśđ ([đĄ0 , +∞) × Rđ , R) and đ ∈ đś([đĄ0 , +∞) × Rđ , R) with lim âđ (đĄ) = lim đđ (đĄ) = +∞, đĄ → +∞ đ ∈ {1, 2, . . . , đ} . (6) It is clear that (5) includes (1)–(4) as special cases. Utilizing the Banach fixed point theorem, we prove several existence results of uncountably many positive solutions for (5), construct a few Mann iterative schemes, and discuss error estimates between the sequences generated by the Mann iterative schemes and the positive solutions. Nine examples are given to show that the results presented in this paper extend substantially the existing ones in [1, 2, 4, 5, 8, 9, 11]. Throughout this paper, we assume that R = (−∞, +∞), R+ = [0, +∞), N denotes the set of all positive integers, N0 = N ∪ {0}, 1 , (đ − 1)! (đ − đ − đ − 1)! đž = min {đĄ0 − đ, inf âđ (đĄ) , inf đđ (đĄ) : đ ∈ {1, 2, . . . , đ}} , đĄ≥đĄ0 đĄ≥đĄ0 (7) đ , ∀đĄ ∈ [đž, đ)} . đ (đ + đ) (8) It is easy to check that Ω1 (đ, đ), Ω2 (đ, đ) and Ω3 (đ, đ) are closed subsets of CB([đž, +∞), R). By a solution of (5), we mean a function đĽ ∈ đś([đž, +∞), R) for some đ > 1+|đĄ0 |+đ+|đž|, such that đ(đĄ)(đĽ(đĄ)+đ(đĄ)đĽ(đĄ− đ))(đ) are đ − đ times continuously differentiable in [đ, +∞) and such that (5) is satisfied for đĄ ≥ đ. Lemma 1. Let đ > 0, đ ≥ 0, đš ∈ đś([đ, +∞)3 , R+ ) and đş ∈ đś([đ, +∞)2 , R+ ). Then +∞ (a) ∫đ +∞ ∫đ +∞ ∫đ˘ +∞ +∞ ∑∞ đ=0 ∫đ+đđ ∫đ +∞ (b) ∫đ +∞ ∫đ˘ +∞ +∞ (c) if ∫đ +∞ ∞ +∞ ∫đ +∞ ∑∫ ≤ đđš(đ , đ˘, đ)đđ đđ˘ đđ < + ∞ ⇔ +∞ ∫đ˘ đš(đ , đ˘, đ)đđ đđ˘ đđ < +∞; đ˘đş(đ , đ˘)đđ đđ˘ < + ∞ ⇔ ∑∞ đ=0 ∫đ+đđ ∫đ˘ đ=1 đĄ+đđ đ ∈ {0, đ} , đ ≤ đĽ (đĄ) đ (đĄ + đ) đ đ , ∀đĄ ≥ đ; − đ (đĄ + đ) đ (đ + đ) ≤ đĽ (đĄ) ≤ − where đ ∈ đś([đĄ0 , ∞), R \ {±1}). Motivated by the results in [1–12], in this paper we consider the following higher order nonlinear neutral delay differential equation: đťđ = đ , ∀đĄ ∈ [đž, đ)} , đ (đ + đ) Ω3 (đ, đ) = {đĽ ∈ CB ([đž, +∞) , R) : − −đ2 (đĄ) đ2 (đĽ (đĄ − đ2 )) − đ (đĄ)] = 0, đĄ → +∞ đ đ , ∀đĄ ≥ đ; đ (đĄ + đ) đ (đ + đ) ≤ ó¸ + (−1)đ [đ1 (đĄ) đ1 (đĽ (đĄ − đ1 )) [đ (đĄ) (đĽ (đĄ) + đ (đĄ) đĽ (đĄ − đ))(đ) ] đ ≤ đĽ (đĄ) đ (đĄ + đ) ∫ đş(đ , đ˘)đđ đđ˘ < +∞; +∞ ∫đ˘ +∞ đ ∫ đđš(đ , đ˘, đ)đđ đđ˘ đđ < +∞, then +∞ đ˘ đš (đ , đ˘, đ) đđ đđ˘ đđ 1 +∞ +∞ +∞ ∫ ∫ ∫ đđš (đ , đ˘, đ) đđ đđ˘ đđ đ đĄ+đ đ đ˘ < +∞, ∀đĄ ≥ đ; (9) Abstract and Applied Analysis +∞ +∞ (d) if ∫đ ∫đ˘ ∞ ∑∫ 3 +∞ đ˘đş(đ , đ˘)đđ đđ˘ < +∞, then +∞ đ=1 đĄ+đđ ≤ ∫ +∞ đ˘ đş (đ , đ˘) đđ đđ˘ ∞ ∑∫ +∞ +∞ 1 ∫ ∫ đ đĄ+đ đ˘ < +∞, +∞ +∞ Assume that ∫đ ∫đ ∫đ˘ đđš(đ , đ˘, đ)đđ đđ˘ đđ < +∞. As in the proof of (a), we infer that đ=1 đĄ+đđ (10) đ˘đş (đ , đ˘) đđ đđ˘ +∞ +∞ ∫ đ =∫ +∞ đ˘ +∞ đĄ+đ ∀đĄ ≥ đ. ∫ ∫ +∞ đ +∞ đš (đ , đ˘, đ) đđ đđ˘ đđ +∞ ∫ đ˘ +∞ [ đ−đĄ ] đš (đ , đ˘, đ) đđ đđ˘ đđ đ +∞ Proof. Let [đĄ] denote the largest integral number not exceeding đĄ ∈ R. Note that ≤ 1 ∫ ∫ đ đĄ+đ đ [(đ − đ) /đ] + 1 1 lim = , đ → +∞ đ đ đ−đ đ + đđ ≤ đ < đ + (đ + 1) đ ⇐⇒ đ ≤ < đ + 1, đ ≤ 1 +∞ +∞ +∞ ∫ ∫ ∫ đđš (đ , đ˘, đ) đđ đđ˘ đđ đ đ đ đ˘ (11) ∀đ ∈ N0 . (12) Clearly (12) means that ∞ ∑∫ +∞ ∫ +∞ đ=0 đ+đđ đ =∫ +∞ ∫ đ˘ +∞ +∞ ∫ đ đ +∞ +∫ đ+đ đš (đ , đ˘, đ) đđ đđ˘ đđ ∫ +∞ đ˘ ∫ +∞ ∫ đ +∞ +∫ ∫ +∫ ∫ +∞ ∫ đ+đ đ +∞ ∫ +∞ đ+đ + 3∫ đ+3đ đ+2đ + 4∫ đ+4đ đ+3đ ∞ = ∑∫ ∫ đ đ+2đ +∞ ∫ +∞ đ ∫ +∞ ∞ +∞ +∞ ∫ đ +∞ ∫ đ˘ ∫ +∞ đ đ+(đ+1)đ đ=0 đ+đđ ∫ +∞ đ˘ +∞ đ ∫ ∫ +∞ đ˘ đ−đ ] + 1) đ +∞ đ +∞ ∫ đ ∫ +∞ đ˘ ([ đ−đ ] + 1) đš (đ , đ˘, đ) đđ đđ˘ đđ. đ (13) Thus (a) follows from (11) and (13). đ−đ , 2đ |đ (đĄ)| ≤ đ0 eventually; (15) (16) ∀ (đĄ, đ˘1 , . . . , đ˘đ , đ˘1 , . . . , đ˘đ ) ∈ [đĄ0 , +∞) × [đ, đ]2đ ; óľ¨óľ¨ óľ¨ óľ¨óľ¨đ (đĄ, đ˘1 , . . . , đ˘đ )óľ¨óľ¨óľ¨ ≤ đ (đĄ) , óľ¨óľ¨ óľ¨ óľ¨óľ¨â (đĄ, đ˘1 , . . . , đ˘đ )óľ¨óľ¨óľ¨ ≤ đ (đĄ) , ∀ (đĄ, đ˘1 , . . . , đ˘đ ) ∈ [đĄ0 , +∞) × [đ, đ]đ ; (17) (đ + 1) đš (đ , đ˘, đ) đđ đđ˘ đđ ([ đ0 < óľ¨óľ¨ óľ¨ óľ¨óľ¨đ (đĄ, đ˘1 , . . . , đ˘đ ) − đ (đĄ, đ˘1 , . . . , đ˘đ )óľ¨óľ¨óľ¨ óľ¨ óľ¨ ≤ đ (đĄ) max {óľ¨óľ¨óľ¨óľ¨đ˘đ − đ˘đ óľ¨óľ¨óľ¨óľ¨ : 1 ≤ đ ≤ đ} , óľ¨óľ¨ óľ¨ óľ¨óľ¨â (đĄ, đ˘1 , . . . , đ˘đ ) − â (đĄ, đ˘1 , . . . , đ˘đ )óľ¨óľ¨óľ¨ óľ¨ óľ¨ ≤ đ (đĄ) max {óľ¨óľ¨óľ¨óľ¨đ˘đ − đ˘đ óľ¨óľ¨óľ¨óľ¨ : 1 ≤ đ ≤ đ} , đš (đ , đ˘, đ) đđ đđ˘ đđ × đš (đ , đ˘, đ) đđ đđ˘ đđ =∫ Theorem 2. Assume that there exist three constants đ, đ, and đ0 and four functions đ, đ, đ , đ ∈ đś([đĄ0 , +∞), R+ ) satisfying đš (đ , đ˘, đ) đđ đđ˘ đđ đš (đ , đ˘, đ) đđ đđ˘ đđ + ⋅ ⋅ ⋅ ∀đĄ ≥ đ, Now we show the existence of uncountably many positive solutions for (5) and discuss the convergence of the Mann iterative sequences to these positive solutions. đš (đ , đ˘, đ) đđ đđ˘ đđ + ⋅ ⋅ ⋅ ∫ (14) 2. Existence of Uncountably Many Positive Solutions and Mann Iterative Schemes 0 < đ < đ, đ˘ +∞ đ+(đ+1)đ đš (đ , đ˘, đ) đđ đđ˘ đđ đ˘ đ ∫ đš (đ , đ˘, đ) đđ đđ˘ đđ đ˘ đđš (đ , đ˘, đ) đđ đđ˘ đđ that is, (c) holds. Similar to the proofs of (a) and (c), we conclude that (b) and (d) hold. This completes the proof. đš (đ , đ˘, đ) đđ đđ˘ đđ đ˘ đ=0 đ+đđ = ∑∫ +∞ đ˘ ∫ + 2∫ +∞ đ˘ đ+3đ đ =∫ +∞ đ˘ đ+2đ đ +∞ đš (đ , đ˘, đ) đđ đđ˘ đđ < +∞, ∫ ∫ +∞ đĄ0 ∫ +∞ đ˘ |đ˘|đ−1 đ−đ−1 óľ¨ óľ¨ max {đ(đ ),đ(đ ),óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨óľ¨} [|đ | |đ(đ˘)| +|đ |đ−đ−đ−1 max {đ (đ ),đ (đ )}] đđ đđ˘ < +∞. (18) Then (a) for any đż ∈ (đ0 đ + đ, (1 − đ0 )đ), there exist đ ∈ (0, 1) and đ > 1 + |đĄ0 | + đ + |đž| such that for each đĽ0 ∈ Ω1 (đ, đ), 4 Abstract and Applied Analysis the Mann iterative sequence {đĽđ }đ∈N0 generated by the following scheme đĽđ+1 (đĄ) (1 − đźđ ) đĽđ (đĄ) { { { { { { { { +đźđ {đż − đ (đĄ) đĽđ (đĄ − đ) + (−1)đ đť0 { { { { { { { { +∞ +∞ { { (đ − đ˘)đ−đ−1 (đ˘ − đĄ)đ−1 { { ×∫ ∫ { { đ (đ˘) { đĄ đ˘ { { { { { × [đ (đ )−đ (đ , đĽđ (đ1 (đ )) , { { { { { { . . . , đĽđ (đđ (đ )))] đđ đđ˘ { { { { đ−đ−1 { +(−1) đť { đ { { { { +∞ +∞ { (đ − đ˘)đ−đ−đ−1 (đ˘ − đĄ)đ−1 { { { ×∫ ∫ { { đ (đ˘) đĄ đ˘ { { { { { ×â (đĽđ (â1 (đ )) , . . . , { { { { { { { đĽđ (âđ (đ ))) đđ đđ˘} , { { { { { { { đĄ ≥ đ, đ ∈ N0 , { = {(1 − đź ) đĽ (đ) đ đ { { { { { { { { +đźđ {đż − đ (đ) đĽđ (đ − đ) { { { { { { { +(−1)đ đť0 { { { { { +∞ +∞ { { (đ − đ˘)đ−đ−1 (đ˘ − đ)đ−1 { { × ∫ ∫ { { đ (đ˘) { đ đ˘ { { { { × [đ (đ ) − đ (đ , đĽđ (đ1 (đ )) , { { { { { { . . . , đĽđ (đđ (đ )))] đđ đđ˘ { { { đ−đ−1 { { đťđ +(−1) { { { { { +∞ +∞ { (đ − đ˘)đ−đ−đ−1 (đ˘ − đ)đ−1 { { × ∫ ∫ { { { đ (đ˘) đ đ˘ { { { { { (â ×â (đ , đĽ { đ 1 (đ )) , . . . , { { { { { { đĽđ (âđ (đ ))) đđ đđ˘} , { { { { đĄ0 ≤ đĄ < đ, đ ∈ N0 { (19) converges to a positive solution đĽ ∈ Ω1 (đ, đ) of (5) and has the following error estimate: óľŠóľŠ óľŠ −(1−đ) ∑đđ=0 đźđ óľŠ óľŠóľŠđĽ0 − đĽóľŠóľŠóľŠ , óľŠóľŠđĽđ+1 − đĽóľŠóľŠóľŠ ≤ đ óľŠ óľŠ |đ (đĄ)| ≤ đ0 , đ = đ0 + ∫ +∞ đ +∞ ∫ đ˘ ∀đ ∈ N0 , (20) ∀đĄ ≥ đ; +đťđ đ ∫ +∞ đ +∞ ∫ đ˘ (22) đ˘đ−1 [đť đ đ−đ−1 đ (đ ) |đ (đ˘)| 0 đ−đ−đ−1 đ (đ )] đđ đđ˘; +đťđ đ đ−đ−đ−1 đ (đ )] đđ đđ˘ (21) đ=0 (b) Equation (5) has uncountably many positive solutions in Ω1 (đ, đ). (24) < min {(1 − đ0 ) đ − đż, đż − đ0 đ − đ} . Define a mapping đđż : Ω1 (đ, đ) → CB([đž, +∞), R) by đż − đ (đĄ) đĽ (đĄ − đ) + (−1)đ đť0 { { { +∞ +∞ { (đ − đ˘)đ−đ−1 (đ˘ − đĄ)đ−1 { { { × ∫ ∫ { { đ (đ˘) đĄ đ˘ { { { { ,..., × [đ − đ (đ , đĽ (đ (đ )) (đ ) { 1 { { { { đĽ (đ đđ đđ˘ (đ )))] đ { { đđż đĽ (đĄ) = { +(−1)đ−đ−1 đťđ { { +∞ +∞ { (đ − đ˘)đ−đ−đ−1 (đ˘ − đĄ)đ−1 { { { ×∫ ∫ { { đ (đ˘) đĄ đ˘ { { { { ×â (đ , đĽ (â , . . . , đĽ (âđ (đ ))) đđ đđ˘, (đ )) 1 { { { { đĄ ≥ đ, đĽ ∈ Ω1 (đ, đ) , { { { đž ≤ đĄ < đ, đĽ ∈ Ω1 (đ, đ) . {đđż đĽ (đ) , (25) It is obvious that đđż đĽ is continuous for each đĽ ∈ Ω1 (đ, đ). By means of (16), (22), (23), and (25), we deduce that for any đĽ, đŚ ∈ Ω1 (đ, đ) and đĄ ≥ đ óľ¨ óľ¨óľ¨ óľ¨óľ¨đđż đĽ (đĄ) − đđż đŚ (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ óľ¨ óľ¨ ≤ |đ (đĄ)| óľ¨óľ¨óľ¨đĽ (đĄ − đ) − đŚ (đĄ − đ)óľ¨óľ¨óľ¨ +∞ đĄ ∫ +∞ đ˘ (đ − đ˘)đ−đ−1 (đ˘ − đĄ)đ−1 |đ (đ˘)| óľ¨ × óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ , đĽ (đ1 (đ )) , . . . , đĽ (đđ (đ ))) óľ¨ −đ (đ , đŚ (đ1 (đ )) , . . . , đŚ (đđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨ đđ đđ˘ ∞ (23) đ˘đ−1 óľ¨ óľ¨ [đť0 đ đ−đ−1 (óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨óľ¨ + đ (đ )) |đ (đ˘)| + đť0 ∫ where {đźđ }đ∈N0 is an arbitrary sequence in [0, 1] such that ∑ đźđ = +∞; Proof. Firstly, we prove that (a) holds. Set đż ∈ (đ0 đ + đ, (1 − đ0 )đ). From (15) and (18), we know that there exist đ ∈ (0, 1) and đ > 1 + |đĄ0 | + đ + |đž| satisfying + đťđ ∫ +∞ đĄ +∞ ∫ đ˘ (đ − đ˘)đ−đ−đ−1 (đ˘ − đĄ)đ−1 |đ (đ˘)| óľ¨ × óľ¨óľ¨óľ¨â (đ , đĽ (â1 (đ )) , . . . , đĽ (âđ (đ ))) óľ¨ −â (đ , đŚ (â1 (đ )) , . . . , đŚ (âđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨ đđ đđ˘ Abstract and Applied Analysis 5 óľŠ óľŠ óľŠ óľŠ ≤ đ0 óľŠóľŠóľŠđĽ − đŚóľŠóľŠóľŠ + óľŠóľŠóľŠđĽ − đŚóľŠóľŠóľŠ +∞ ×∫ ∫ đ +∞ đ˘ ≥ đż − đ0 đ − ∫ +∞ đ đ˘đ−1 [đť đ đ−đ−1 đ (đ ) |đ (đ˘)| 0 ∫ +∞ đ˘ đ˘đ−1 |đ (đ˘)| óľ¨ óľ¨ × [đť0 đ đ−đ−1 (óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨óľ¨ + đ (đ )) +đťđ đ đ−đ−đ−1 đ (đ )] đđ đđ˘ +đťđ đ đ−đ−đ−1 đ (đ )] đđ đđ˘ óľŠ óľŠ = đ óľŠóľŠóľŠđĽ − đŚóľŠóľŠóľŠ , > đż − đ0 đ − min {(1 − đ0 ) đ − đż, đż − đ0 đ − đ} (26) ≥ đ, (28) which yields that óľŠóľŠ óľŠ óľŠ óľŠ óľŠóľŠđđż đĽ − đđż đŚóľŠóľŠóľŠ ≤ đ óľŠóľŠóľŠđĽ − đŚóľŠóľŠóľŠ , ∀đĽ, đŚ ∈ Ω1 (đ, đ) . (27) On the basis of (17), (22), (24), and (25), we acquire that for any đĽ ∈ Ω1 (đ, đ) and đĄ ≥ đ đđż đĽ (đĄ) ≤ đż + |đ (đĄ)| đĽ (đĄ − đ) +∞ + đť0 ∫ đĄ + đťđ ∫ ∫ đ˘ +∞ đĄ ∫ đ đ−đ−1 đ˘đ−1 |đ (đ˘)| óľ¨ óľ¨ óľ¨ × [ óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨óľ¨ + óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ , đĽ (đ1 (đ )) , . . . , óľ¨ đĽ (đđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨] đđ đđ˘ +∞ +∞ đ˘ đ đ−đ−đ−1 đ˘đ−1 |đ (đ˘)| óľ¨óľ¨ óľ¨ × óľ¨óľ¨â (đ , đĽ (â1 (đ )) , . . . , đĽ (âđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨ đđ đđ˘ ≤ đż + đ0 đ +∫ +∞ ∫ đ đ˘ +đťđ đ đ−đ−đ−1 đ (đ )] đđ đđ˘ < đż + đ0 đ + min {(1 − đ0 ) đ − đż, đż − đ0 đ − đ} ≤ đ, đđż đĽ (đĄ) ≥ đż − |đ (đĄ)| đĽ (đĄ − đ) − đť0 ∫ đĄ − đťđ ∫ +∞ đĄ ∫ +∞ đ˘ ∫ +∞ đ˘ ×∫ +∞ đĄ đ˘ |đ (đ˘)| óľ¨ óľ¨ óľ¨ × [ óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨óľ¨ + óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ , đĽ (đ1 (đ )) , . . . , óľ¨ đĽ (đđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨] đđ đđ˘ +∞ đ˘ (đ − đ˘)đ−đ−1 (đ˘ − đĄ)đ−1 đ (đ˘) đĽđ (đđ (đ )))] đđ đđ˘ + (−1)đ−đ−1 đťđ +∞ ∫ +∞ đ˘ (đ − đ˘)đ−đ−đ−1 (đ˘ − đĄ)đ−1 đ (đ˘) óľ¨óľ¨ óľ¨ ×â (đ , đĽđ (â1 (đ )) , . . . , đĽđ (âđ (đ ))) đđ đđ˘} −đĽ (đĄ) óľ¨óľ¨óľ¨óľ¨ óľ¨óľ¨ óľ¨ óľ¨ óľ¨ óľ¨ ≤ (1 − đźđ ) óľ¨óľ¨óľ¨đĽđ (đĄ) − đĽ (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ + đźđ óľ¨óľ¨óľ¨đđż đĽđ (đĄ) − đđż đĽ (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ óľ¨ óľ¨ óľ¨ óľ¨ ≤ (1 − đźđ ) óľ¨óľ¨óľ¨đĽđ (đĄ) − đĽ (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ + đźđ đ óľ¨óľ¨óľ¨đĽđ (đĄ) − đĽ (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ óľ¨ óľ¨ = (1 − (1 − đ) đźđ ) óľ¨óľ¨óľ¨đĽđ (đĄ) − đĽ (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ óľŠ óľŠ ≤ đ−(1−đ)đźđ óľŠóľŠóľŠđĽđ − đĽóľŠóľŠóľŠ óľŠ óľŠ ≤ đ−(1−đ) ∑đ=0 đźđ óľŠóľŠóľŠđĽ0 − đĽóľŠóľŠóľŠ , đ đ−đ−1 đ−1 ∫ × [đ (đ ) − đ (đ , đĽđ (đ1 (đ )) , . . . , đĄ óľ¨ óľ¨ × [đť0 đ đ−đ−1 (óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨óľ¨ + đ (đ )) +∞ + đźđ {đż − đ (đĄ) đĽđ (đĄ − đ) + (−1)đ đť0 ×∫ đ˘đ−1 |đ (đ˘)| +∞ which guarantee that đđż (Ω1 (đ, đ)) ⊆ Ω1 (đ, đ). Consequently, (27) gives that đđż is a contraction mapping in Ω1 (đ, đ) and it has a unique fixed point đĽ ∈ Ω1 (đ, đ). It is easy to see that đĽ ∈ Ω1 (đ, đ) is a positive solution of (5). It follows from (19), (25), and (27) that óľ¨óľ¨óľ¨đĽđ+1 (đĄ) − đĽ (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ óľ¨ óľ¨ óľ¨óľ¨ óľ¨ = óľ¨óľ¨óľ¨óľ¨ (1 − đźđ ) đĽđ (đĄ) óľ¨óľ¨ ∀đ ∈ N0 , đĄ ≥ đ, (29) đ đ−đ−đ−1 đ−1 đ đ˘ |đ (đ˘)| óľ¨ óľ¨ × óľ¨óľ¨óľ¨â (đ , đĽ (â1 (đ )) , . . . , đĽ (âđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨ đđ đđ˘ which yields that óľŠóľŠ óľŠ −(1−đ) ∑đđ=0 đźđ óľŠ óľŠóľŠđĽ0 − đĽóľŠóľŠóľŠ , óľŠóľŠđĽđ+1 − đĽóľŠóľŠóľŠ ≤ đ óľŠ óľŠ ∀đ ∈ N0 . (30) That is, (20) holds. Thus (20) and (21) ensure that limđ → ∞ đĽđ = đĽ. Secondly, we show that (b) holds. Let đż 1 , đż 2 ∈ (đ0 đ + đ, (1 − đ0 )đ) with đż 1 ≠ đż 2 . In light of (15) and (18), we know that for each đ ∈ {1, 2}, there exist đđ ∈ (0, 1), đđ and đ∗ 6 Abstract and Applied Analysis óľ¨ óľŠ óľŠ óľ¨ ≥ óľ¨óľ¨óľ¨đż 1 − đż 2 óľ¨óľ¨óľ¨ − đ0 óľŠóľŠóľŠđ§1 − đ§2 óľŠóľŠóľŠ with đđ > 1 + |đĄ0 | + đ + |đž| and đ∗ > max{đ1 , đ2 } satisfying (22)–(24) and óľŠ óľŠ − óľŠóľŠóľŠđ§1 − đ§2 óľŠóľŠóľŠ ∫ +∞ đ∗ +∞ ∫ đ∗ đ−đ−1 × [đť0 đ đ˘đ−1 [đť đ đ−đ−1 đ (đ ) + đťđ đ đ−đ−đ−1 đ (đ )] đđ đđ˘ ∫ |đ (đ˘)| 0 đ˘ óľ¨ óľ¨ < óľ¨óľ¨óľ¨đż 1 − đż 2 óľ¨óľ¨óľ¨ , (31) +∞ +∞ ∫ đ˘ đ˘đ−1 |đ (đ˘)| đ (đ ) + đťđ đ đ−đ−đ−1 đ (đ )] đđ đđ˘ óľ¨ óľ¨ óľ¨ óľŠ óľŠ óľ¨ ≥ óľ¨óľ¨óľ¨đż 1 − đż 2 óľ¨óľ¨óľ¨ − (đ0 + óľ¨óľ¨óľ¨đż 1 − đż 2 óľ¨óľ¨óľ¨) óľŠóľŠóľŠđ§1 − đ§2 óľŠóľŠóľŠ , (33) which implies that where đ and đ are replaced by đđ and đđ , respectively. Let the mapping đđż đ be defined by (25) with đż and đ replaced by đż đ and đđ , respectively. As in the proof of (a), we deduce easily that the mapping đđż đ possesses a unique fixed point đ§đ ∈ Ω1 (đ, đ), that is, đ§đ is a positive solution of (5) in Ω1 (đ, đ). In order to prove (b), we need only to show that đ§1 ≠ đ§2 . In fact, (25) means that for each đĄ ≥ đ∗ and đ ∈ {1, 2} óľ¨óľ¨ óľ¨ óľ¨óľ¨đż 1 − đż 2 óľ¨óľ¨óľ¨ óľŠóľŠ óľŠ óľŠóľŠđ§1 − đ§2 óľŠóľŠóľŠ ≥ óľ¨ > 0, óľ¨óľ¨ 1 + đ0 + óľ¨óľ¨đż 1 − đż 2 óľ¨óľ¨óľ¨ that is, đ§1 ≠ đ§2 . This completes the proof. Theorem 3. Assume that there exist three constants đ, đ, and đ0 and four functions đ, đ, đ , đ ∈ đś([đĄ0 , +∞), R+ ) satisfying (16)–(18) and đ§đ (đĄ) = đż đ − đ (đĄ) đ§đ (đĄ − đ) + (−1)đ đť0 ×∫ +∞ đĄ +∞ ∫ đ˘ 0 < đ < đ, (đ − đ˘)đ−đ−1 (đ˘ − đĄ)đ−1 đ (đ˘) × [đ (đ ) − đ (đ , đ§đ (đ1 (đ )) , . . . , đ§đ (đđ (đ )))] đđ đđ˘ + (−1)đ−đ−1 đťđ ∫ +∞ đĄ ∫ +∞ đ−đ−đ−1 (đ − đ˘) đ˘ (đ˘ − đĄ) đ (đ˘) đ−1 × â (đ , đ§đ (â1 (đ )) , . . . , đ§đ (âđ (đ ))) đđ đđ˘. (32) It follows from (16), (22), (31), and (32) that for each đĄ ≥ đ∗ óľ¨ óľ¨óľ¨ óľ¨óľ¨đ§1 (đĄ) − đ§2 (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ óľ¨ óľ¨ óľ¨ óľ¨ ≥ óľ¨óľ¨óľ¨đż 1 − đż 2 óľ¨óľ¨óľ¨ − |đ (đĄ)| óľ¨óľ¨óľ¨đ§1 (đĄ − đ) − đ§2 (đĄ − đ)óľ¨óľ¨óľ¨ − đť0 ∫ +∞ đĄ +∞ ∫ đ˘ (đ − đ˘)đ−đ−1 (đ˘ − đĄ)đ−1 |đ (đ˘)| óľ¨ × óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ , đ§1 (đ1 (đ )) , . . . , đ§1 (đđ (đ ))) +∞ − đťđ ∫ đĄ ∫ +∞ đ˘ đ−đ−đ−1 (đ − đ˘) (đ˘ − đĄ) |đ (đ˘)| óľ¨ × óľ¨óľ¨óľ¨â (đ , đ§1 (â1 (đ )) , . . . , đ§1 (âđ (đ ))) đ−1 óľ¨ −â (đ , đ§2 (â1 (đ )) , . . . , đ§2 (âđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨ đđ đđ˘ đ0 < đ−đ , đ 0 ≤ đ (đĄ) ≤ đ0 eventually. (35) Then (a) for any đż ∈ (đ0 đ + đ, đ), there exist đ ∈ (0, 1) and đ > 1 + |đĄ0 | + đ + |đž| such that for each đĽ0 ∈ Ω1 (đ, đ), the Mann iterative sequence {đĽđ }đ∈N0 generated by (19) converges to a positive solution đĽ ∈ Ω1 (đ, đ) of (5) and has the error estimate (20), where {đźđ }đ∈N0 is an arbitrary sequence in [0, 1] satisfying (21); (b) Equation (5) has uncountably many positive solutions in Ω1 (đ, đ). Proof. Let đż ∈ (đ0 đ + đ, đ). Equations (18) and (36) ensure that there exist đ ∈ (0, 1) and đ > 1 + |đĄ0 | + đ + |đž| satisfying (23), 0 ≤ đ (đĄ) ≤ đ0 , +∞ ∫ óľ¨ −đ (đ , đ§2 (đ1 (đ )) , . . . , đ§2 (đđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨ đđ đđ˘ (34) đ ∫ +∞ đ˘ ∀đĄ ≥ đ; (36) đ˘đ−1 óľ¨ óľ¨ [đť đ đ−đ−1 (óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨óľ¨ + đ (đ )) |đ (đ˘)| 0 +đťđ đ đ−đ−đ−1 đ (đ )] đđ đđ˘ (37) < min {đ − đż, đż − đ0 đ − đ} . Define a mapping đđż : Ω1 (đ, đ) → CB([đž, +∞), R) by (25). Obviously, đđż đĽ is continuous for every đĽ ∈ Ω1 (đ, đ). Abstract and Applied Analysis 7 +∞ Using (16), (23), (25), and (36), we conclude that for any đĽ, đŚ ∈ Ω1 (đ, đ) and đĄ ≥ đ − đť0 ∫ đĄ óľ¨ óľ¨óľ¨ óľ¨óľ¨đđż đĽ (đĄ) − đđż đŚ (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ óľ¨ óľ¨ ≤ đ (đĄ) óľ¨óľ¨óľ¨đĽ (đĄ − đ) − đŚ (đĄ − đ)óľ¨óľ¨óľ¨ + đť0 ∫ +∞ ∫ đĄ +∞ đ−đ−1 (đ − đ˘) đ˘ (đ˘ − đĄ) |đ (đ˘)| − đťđ ∫ đ−1 + đťđ ∫ ∫ đĄ đ−đ−đ−1 (đ − đ˘) đ˘ (đ˘ − đĄ) |đ (đ˘)| đ ∫ đ˘ (39) đ−1 which implies that (27) holds. In light of (17), (25), (36), and (37), we know that for any đĽ ∈ Ω1 (đ, đ) and đĄ ≥ đ which mean that đđż (Ω1 (đ, đ)) ⊆ Ω1 (đ, đ). Equation (27) guarantees that đđż is a contraction mapping in Ω1 (đ, đ) and it possesses a unique fixed point đĽ ∈ Ω1 (đ, đ). As in the proof of Theorem 2, we infer that đĽ ∈ Ω1 (đ, đ) is a positive solution of (5). The rest of the proof is similar to that of Theorem 2 and is omitted. This completes the proof. Theorem 4. Assume that there exist three constants đ, đ, and đ0 and four functions đ, đ, đ , đ ∈ đś([đĄ0 , +∞), R+ ) satisfying (16)–(18) and 0 < đ < đ, đđż đĽ (đĄ) đĄ + đťđ ∫ +∞ đĄ ≤đż+∫ +∞ đ đ˘ ∫ ∫ +∞ đ˘ đ đ−đ−1 đ˘đ−1 |đ (đ˘)| óľ¨ óľ¨ óľ¨ × [ óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨óľ¨ + óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ , đĽ (đ1 (đ )) , . . . , óľ¨ đĽ (đđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨] đđ đđ˘ đ đ−đ−đ−1 đ˘đ−1 |đ (đ˘)| óľ¨ óľ¨ × óľ¨óľ¨óľ¨â (đ , đĽ (â1 (đ )) , . . . , đĽ (âđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨ đđ đđ˘ +∞ đ˘ đ˘đ−1 óľ¨ óľ¨ [đť đ đ−đ−1 (óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨óľ¨ + đ (đ )) |đ (đ˘)| 0 < đż + min {đ − đż, đż − đ0 đ − đ} đđż đĽ (đĄ) ≥ đż − |đ (đĄ)| đĽ (đĄ − đ) đ0 < đ−đ , đ −đ0 ≤ đ (đĄ) ≤ 0 eventually. (40) Then (a) for any đż ∈ (đ, (1 − đ0 )đ), there exist đ ∈ (0, 1) and đ > 1 + |đĄ0 | + đ + |đž| such that for each đĽ0 ∈ Ω1 (đ, đ), the Mann iterative sequence {đĽđ }đ∈N0 generated by (19) converges to a positive solution đĽ ∈ Ω1 (đ, đ) of (5) and has the error estimate (20), where {đźđ }đ∈N0 is an arbitrary sequence in [0, 1] satisfying (21); (b) Equation (5) has uncountably many positive solutions in Ω1 (đ, đ). Proof. Set đż ∈ (đ, (1 − đ0 )đ). It follows from (18) and (40) that there exist đ ∈ (0, 1) and đ > 1 + |đĄ0 | + đ + |đž| satisfying (23), +đťđ đ đ−đ−đ−1 đ (đ )] đđ đđ˘ ≤ đ, đ˘ đ˘đ−1 |đ (đ˘)| ≥ đ, đ˘ [đť đ đ−đ−1 đ (đ ) |đ (đ˘)| 0 +∞ +∞ > đż − đ0 đ − min {đ − đż, đż − đ0 đ − đ} (38) ∫ ∫ +đťđ đ đ−đ−đ−1 đ (đ )] đđ đđ˘ óľŠ óľŠ = đ óľŠóľŠóľŠđĽ − đŚóľŠóľŠóľŠ , +∞ +∞ óľ¨ óľ¨ × [đť0 đ đ−đ−1 (óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨óľ¨ + đ (đ )) +đťđ đ đ−đ−đ−1 đ (đ )] đđ đđ˘ ≤ đż + đť0 ∫ đ˘ đ óľŠ óľŠ óľŠ óľŠ ≤ đ0 óľŠóľŠóľŠđĽ − đŚóľŠóľŠóľŠ + óľŠóľŠóľŠđĽ − đŚóľŠóľŠóľŠ ×∫ đ đ−đ−đ−1 đ˘đ−1 |đ (đ˘)| óľ¨ óľ¨ × óľ¨óľ¨óľ¨â (đ , đĽ (â1 (đ )) , . . . , đĽ (âđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨ đđ đđ˘ +∞ đ−1 óľ¨ −â (đ , đŚ (â1 (đ )) , . . . , đŚ (âđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨ đđ đđ˘ +∞ ∫ ≥ đż − đ0 đ − ∫ óľ¨ × óľ¨óľ¨óľ¨â (đ , đĽ (â1 (đ )) , . . . , đĽ (âđ (đ ))) +∞ đ˘ +∞ đĄ óľ¨ −đ (đ , đŚ (đ1 (đ )) , . . . , đŚ (đđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨ đđ đđ˘ +∞ đ đ−đ−1 đ˘đ−1 |đ (đ˘)| óľ¨ óľ¨ óľ¨óľ¨ × [óľ¨óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨óľ¨ + óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ , đĽ (đ1 (đ )) , . . . , +∞ óľ¨ đĽ (đđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨] đđ đđ˘ óľ¨ × óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ , đĽ (đ1 (đ )) , . . . , đĽ (đđ (đ ))) +∞ ∫ −đ0 ≤ đ (đĄ) ≤ 0, ∫ +∞ đ +∞ ∫ đ˘ ∀đĄ ≥ đ; (41) đ˘đ−1 óľ¨ óľ¨ [đť đ đ−đ−1 (óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨óľ¨ + đ (đ )) |đ (đ˘)| 0 +đťđ đ đ−đ−đ−1 đ (đ )] đđ đđ˘ < min {đż − đ, (1 − đ0 ) đ − đż} . (42) 8 Abstract and Applied Analysis Define a mapping đđż : Ω1 (đ, đ) → CB([đž, +∞), R) by (25). Distinctly, đđż đĽ is continuous for each đĽ ∈ Ω1 (đ, đ). In terms of (16), (23), (25), and (41), we reason that for any đĽ, đŚ ∈ Ω1 (đ, đ) and đĄ ≥ đ < đż + đ0 đ + min {đż − đ, (1 − đ0 ) đ − đż} ≤ đ, đ đ−đ−1 đ˘đ−1 |đ (đ˘)| đĄ đ˘ óľ¨óľ¨ óľ¨óľ¨ óľ¨óľ¨ × [óľ¨óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨ + óľ¨óľ¨đ (đ , đĽ (đ1 (đ )) , . . . , óľ¨ đĽ (đđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨] đđ đđ˘ đđż đĽ (đĄ) ≥ đż − đť0 ∫ óľ¨ óľ¨óľ¨ óľ¨óľ¨đđż đĽ (đĄ) − đđż đŚ (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ óľ¨ óľ¨ ≤ |đ (đĄ)| óľ¨óľ¨óľ¨đĽ (đĄ − đ) − đŚ (đĄ − đ)óľ¨óľ¨óľ¨ + đť0 ∫ +∞ ∫ đĄ +∞ đ˘ (đ − đ˘)đ−đ−1 (đ˘ − đĄ)đ−1 |đ (đ˘)| − đťđ ∫ ∫ đĄ +∞ đ˘ (đ − đ˘)đ−đ−đ−1 (đ˘ − đĄ)đ−1 |đ (đ˘)| ≥đż−∫ đ +∞ đ˘ đ˘đ−1 [đť đ đ−đ−1 đ (đ ) |đ (đ˘)| 0 +đťđ đ ≥ đ, (44) đ (đ )] đđ đđ˘ óľŠ óľŠ = đ óľŠóľŠóľŠđĽ − đŚóľŠóľŠóľŠ , (43) which means that (27) holds. Owing to (17), (25), (41), and (42), we earn that for any đĽ ∈ Ω1 (đ, đ) and đĄ ≥ đ đđż đĽ (đĄ) ≤ đż + |đ (đĄ)| đĽ (đĄ − đ) + đť0 ∫ đĄ +∞ + đťđ ∫ đĄ ∫ ∫ đ đ−đ−1 đ˘đ−1 |đ (đ˘)| óľ¨ óľ¨ óľ¨óľ¨ × [óľ¨óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨óľ¨ + óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ , đĽ (đ1 (đ )) , . . . , óľ¨ đĽ (đđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨] đđ đđ˘ +∞ đ˘ +∞ đ˘ đ đ−đ−đ−1 đ˘đ−1 |đ (đ˘)| óľ¨ × óľ¨óľ¨óľ¨â (đ , đĽ (â1 (đ )) , . . . , óľ¨ đĽ (âđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨ đđ đđ˘ +∞ ≤ đż + đ0 đ + ∫ đ ∫ +∞ đ˘ đ˘ đ˘đ−1 |đ (đ˘)| > đż − min {đż − đ, (1 − đ0 ) đ − đż} đ−đ−đ−1 +∞ +∞ ∫ +đťđ đ đ−đ−đ−1 đ (đ )] đđ đđ˘ óľŠ óľŠ óľŠ óľŠ ≤ đ0 óľŠóľŠóľŠđĽ − đŚóľŠóľŠóľŠ + óľŠóľŠóľŠđĽ − đŚóľŠóľŠóľŠ ∫ đ đ−đ−đ−1 đ˘đ−1 |đ (đ˘)| óľ¨ óľ¨ × [đť0 đ đ−đ−1 (óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨óľ¨ + đ (đ )) óľ¨ −â (đ , đŚ (â1 (đ )) , . . . , đŚ (âđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨ đđ đđ˘ +∞ +∞ +∞ ∫ đ˘ +∞ đ óľ¨ × óľ¨óľ¨óľ¨â (đ , đĽ (â1 (đ )) , . . . , đĽ (âđ (đ ))) ×∫ ∫ óľ¨ × óľ¨óľ¨óľ¨â (đ , đĽ (â1 (đ )) , . . . , óľ¨ đĽ (âđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨ đđ đđ˘ óľ¨ −đ (đ , đŚ (đ1 (đ )) , . . . , đŚ (đđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨ đđ đđ˘ +∞ +∞ đĄ óľ¨ × óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ , đĽ (đ1 (đ )) , . . . , đĽ (đđ (đ ))) + đťđ ∫ +∞ đ˘đ−1 |đ (đ˘)| óľ¨ óľ¨ × [đť0 đ đ−đ−1 (óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨óľ¨ + đ (đ )) +đťđ đ đ−đ−đ−1 đ (đ )] đđ đđ˘ which yield that đđż (Ω1 (đ, đ)) ⊆ Ω1 (đ, đ). Thus (27) ensures that đđż is a contraction mapping in Ω1 (đ, đ) and it owns a unique fixed point đĽ ∈ Ω1 (đ, đ). As in the proof of Theorem 2, we infer that đĽ ∈ Ω1 (đ, đ) is a positive solution of (5). The rest of the proof is parallel to that of Theorem 2, and hence is elided. This completes the proof. Theorem 5. Assume that there exist three constants đ, đ, and đ0 and four functions đ, đ, đ , đ ∈ đś([đĄ0 , +∞), R+ ) satisfying (18) and đ > đ > 0, đ0 > đ , đ−đ đ (đĄ) ≥ đ0 eventually; (45) óľ¨óľ¨ óľ¨ óľ¨óľ¨đ (đĄ, đ˘1 , . . . , đ˘đ ) − đ (đĄ, đ˘1 , . . . , đ˘đ )óľ¨óľ¨óľ¨ óľ¨ óľ¨ ≤ đ (đĄ) max {óľ¨óľ¨óľ¨óľ¨đ˘đ − đ˘đ óľ¨óľ¨óľ¨óľ¨ : 1 ≤ đ ≤ đ} , óľ¨óľ¨ óľ¨ óľ¨óľ¨â (đĄ, đ˘1 , . . . , đ˘đ ) − â (đĄ, đ˘1 , . . . , đ˘đ )óľ¨óľ¨óľ¨ óľ¨ óľ¨ ≤ đ (đĄ) max {óľ¨óľ¨óľ¨óľ¨đ˘đ − đ˘đ óľ¨óľ¨óľ¨óľ¨ : 1 ≤ đ ≤ đ} , ∀ (đĄ, đ˘1 , . . . , đ˘đ , đ˘1 , . . . , đ˘đ ) ∈ [đĄ0 , +∞) × [0, óľ¨óľ¨ óľ¨ óľ¨óľ¨đ (đĄ, đ˘1 , . . . , đ˘đ )óľ¨óľ¨óľ¨ ≤ đ (đĄ) , (46) đ 2đ ] ; đ0 óľ¨óľ¨ óľ¨ óľ¨óľ¨â (đĄ, đ˘1 , . . . , đ˘đ )óľ¨óľ¨óľ¨ ≤ đ (đĄ) , ∀ (đĄ, đ˘1 , . . . , đ˘đ ) ∈ [đĄ0 , +∞) × [0, đ đ ]. đ0 (47) Abstract and Applied Analysis 9 +∞ Then (a) for any đż ∈ (đ + đ/đ0 , đ), there exist đ ∈ (0, 1) and đ > 1+|đĄ0 |+đ+|đž| such that for each đĽ0 ∈ Ω2 (đ, đ), the Mann iterative sequence {đĽđ }đ∈N0 generated by the following scheme ∫ đ đ (đĄ) ≥ đ0 , ∀đĄ ≥ đ; (49) < min {đ − đż, đż − × [đť0 đ đ (đ ) đ−đ−đ−1 +đťđ đ đ (đ )] đđ đđ˘; (50) đ − đ} . đ0 đđż đĽ (đĄ) đĽ (đĄ + đ) (−1)đ đť0 đż { − + { { { đ (đĄ + đ) đ (đĄ + đ) đ (đĄ + đ) { { { { +∞ +∞ { (đ − đ˘)đ−đ−1 (đ˘ − đĄ − đ)đ−1 { { { ×∫ ∫ { { đ (đ˘) đĄ+đ đ˘ { { { { , . . . , đĽ (đđ (đ )))] đđ đđ˘ × [đ − đ (đ , đĽ (đ (đ )) (đ ) { 1 { { { { đ−đ−1 đťđ = { + (−1) { { đ + đ) (đĄ { { đ−đ−đ−1 { +∞ +∞ { (đ˘ − đĄ − đ)đ−1 { × ∫ ∫ (đ − đ˘) { { { { đ (đ˘) đĄ+đ đ˘ { { { { ×â (đ , đĽ (â1 (đ )) , . . . , đĽ (âđ (đ ))) đđ đđ˘, { { { { đĄ ≥ đ, đĽ ∈ Ω2 (đ, đ) , { { { đĽ , đž ≤ đĄ < đ, đĽ ∈ Ω2 (đ, đ) . đ (đ) { đż (52) In light of (46), (49), (50), and (52), we conclude that for đĽ, đŚ ∈ Ω2 (đ, đ) and đĄ ≥ đ óľ¨ óľ¨óľ¨ óľ¨óľ¨đđż đĽ (đĄ) − đđż đŚ (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ ≤ đť0 1 óľ¨ óľ¨óľ¨ óľ¨đĽ (đĄ + đ) − đŚ (đĄ + đ)óľ¨óľ¨óľ¨ + đ (đĄ + đ) óľ¨ đ (đĄ + đ) ×∫ +∞ đĄ+đ +∞ ∫ đ˘ đ đ−đ−1 đ˘đ−1 |đ (đ˘)| óľ¨ × óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ , đĽ (đ1 (đ )) , . . . , đĽ (đđ (đ ))) óľ¨ −đ (đ , đŚ (đ1 (đ )) , . . . , đŚ (đđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨ đđ đđ˘ + đťđ đ (đĄ + đ) ×∫ +∞ đĄ+đ +∞ ∫ đ˘ đ đ−đ−đ−1 đ˘đ−1 đ (đ˘) óľ¨óľ¨ × óľ¨óľ¨â (đ , đĽ (â1 (đ )) , . . . , đĽ (âđ (đ ))) óľ¨ −â (đ , đŚ (â1 (đ )) , . . . , đŚ (âđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨ đđ đđ˘ ≤ 1 óľŠóľŠ óľŠ 1 óľŠ óľŠ óľŠóľŠđĽ − đŚóľŠóľŠóľŠ + óľŠóľŠóľŠđĽ − đŚóľŠóľŠóľŠ đ0 đ0 +∞ đ đ−đ−1 (51) Define a mapping đđż : Ω2 (đ, đ) → CB([đž, +∞), R) by ×∫ 1 1 +∞ +∞ đ˘đ−1 đ= + ∫ ∫ đ0 đ0 đ |đ (đ˘)| đ˘ đ˘đ−1 óľ¨ óľ¨ [đť đ đ−đ−1 (óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨óľ¨ + đ (đ )) |đ (đ˘)| 0 +đťđ đ đ−đ−đ−1 đ (đ )] đđ đđ˘ converges to a positive solution đĽ ∈ Ω2 (đ, đ) of (5) and has the error estimate (20), where {đźđ }đ∈N0 is an arbitrary sequence in [0, 1] with (21); (b) Equation (5) has uncountably many positive solutions in Ω2 (đ, đ). Proof. First of all, we show that (a) holds. Set đż ∈ (đ + đ/đ0 , đ). It follows from (18) and (45) that there exist đ ∈ (0, 1) and đ > 1 + |đĄ0 | + đ + |đž| such that +∞ đ˘ đĽđ+1 (đĄ) đźđ {(1 − đźđ ) đĽđ (đĄ) + { { đ + đ) (đĄ { { { { { { × {đż − đĽđ (đĄ + đ) + (−1)đ đť0 { { { { { +∞ +∞ { (đ − đ˘)đ−đ−1 (đ˘ − đĄ − đ)đ−1 { { × ∫ ∫ { { { đ (đ˘) đĄ+đ đ˘ { { { { × [đ − đ (đ , đĽđ (đ1 (đ )) , (đ ) { { { { { . . . , đĽđ (đđ (đ )))] đđ đđ˘ { { { đ−đ−1 { +(−1) đť { đ { { +∞ +∞ { { − đ˘)đ−đ−đ−1 (đ˘ − đĄ − đ)đ−1 (đ { { × ∫ ∫ { { { đ (đ˘) đĄ+đ đ˘ { { { (â ×â (đ , đĽ (đ )) , . . . , { đ 1 { { { { { { đĽđ (âđ (đ ))) đđ đđ˘} , { { { { { { { đĄ ≥ đ, đ ∈ N0 , ={ đźđ { + ) đĽ (1 − đź (đ) { đ đ { { đ (đĄ + đ) { { { { { { × {đż − đĽđ (đ + đ) + (−1)đ đť0 { { { { { +∞ +∞ { (đ − đ˘)đ−đ−1 (đ˘ − đ − đ)đ−1 { { { × ∫ ∫ { { đ (đ˘) đ+đ đ˘ { { { { × [đ − đ (đ , đĽđ (đ1 (đ )) , (đ ) { { { { { . . . , đĽđ (đđ (đ )))] đđ đđ˘ { { { đ−đ−1 { đť +(−1) { đ { { { +∞ +∞ { − đ˘)đ−đ−đ−1 (đ˘ − đ − đ)đ−1 (đ { { × ∫ ∫ { { { đ (đ˘) đ+đ đ˘ { { { { ×â (đ , đĽđ (â1 (đ )) , . . . , { { { { { { đĽđ (âđ (đ ))) đđ đđ˘} , { { { { { đž ≤ đĄ < đ, đ ∈ N0 { (48) ∫ +∞ ∫ đ˘ đ˘đ−1 [đť đ đ−đ−1 đ (đ ) |đ (đ˘)| 0 +đťđ đ đ−đ−đ−1 đ (đ )] đđ đđ˘ óľŠ óľŠ = đ óľŠóľŠóľŠđĽ − đŚóľŠóľŠóľŠ , (53) 10 Abstract and Applied Analysis óľ¨ óľ¨ óľ¨ × [óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨óľ¨ + óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ , đĽ (đ1 (đ )) , . . . , which yields that óľŠ óľŠ óľŠóľŠ óľŠ óľŠóľŠđđż đĽ − đđż đŚóľŠóľŠóľŠ ≤ đ óľŠóľŠóľŠđĽ − đŚóľŠóľŠóľŠ , ∀đĽ, đŚ ∈ Ω2 (đ, đ) . óľ¨ đĽ (đđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨] đđ đđ˘ (54) +∞ − đťđ ∫ In view of (47), (49), (51), and (52), we obtain that for any đĽ ∈ Ω2 (đ, đ) and đĄ ≥ đ đđż đĽ (đĄ) ≤ đĄ+đ ∫ đ˘ 1 đ (đĄ + đ) + đť0 ∫ +∞ ≥ đ đ−đ−1 đ˘đ−1 |đ (đ˘)| óľ¨ óľ¨ × [óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨óľ¨ óľ¨ + óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ , đĽ (đ1 (đ )) , 1 đ (đĄ + đ) +∞ ∫ đĄ+đ đ˘ × {đż − đ đ (đĄ + đ) +∞ −∫ đ ∫ +∞ đ˘ +∞ + đťđ ∫ đĄ+đ ∫ đ đ−đ−đ−1 đ˘đ−1 |đ (đ˘)| óľ¨ × óľ¨óľ¨óľ¨â (đ , đĽ (â1 (đ )) , . . . , +∞ đ˘ +đťđ đ đ−đ−đ−1 đ (đ )] đđ đđ˘} > óľ¨ đĽ (âđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨ đđ đđ˘} 1 đ (đĄ + đ) +∫ đ ∫ +∞ đ˘ đ˘đ−1 |đ (đ˘)| +đťđ đ đ−đ−đ−1 đ (đ )] đđ đđ˘} 1 đ (đĄ + đ) × (đż − ≤ đđż đĽ (đĄ) ≥ đ đ − đ}) − min {đ − đż, đż − đ (đĄ + đ) đ0 đ , đ (đĄ + đ) (55) óľ¨ óľ¨ × [đť0 đ đ−đ−1 (óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨óľ¨ + đ (đ )) < 1 đ (đĄ + đ) × (đż − ≥ đ đ (đĄ + đ) +∞ đ˘đ−1 |đ (đ˘)| óľ¨ óľ¨ × [đť0 đ đ−đ−1 (óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨óľ¨ + đ (đ )) óľ¨ . . . , đĽ (đđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨] đđ đđ˘ × {đż − đ đ−đ−đ−1 đ˘đ−1 |đ (đ˘)| óľ¨óľ¨ × óľ¨óľ¨â (đ , đĽ (â1 (đ )) , . . . , óľ¨ đĽ (âđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨ đđ đđ˘} × {đż − đĽ (đĄ + đ) ≤ +∞ đ đ + min {đ − đż, đż − − đ}) đ (đĄ + đ) đ0 đ , đ (đĄ + đ) which imply that đđż (Ω2 (đ, đ)) ⊆ Ω2 (đ, đ). It follows from (50) and (54) that đđż is a contraction mapping in Ω2 (đ, đ) and it has a unique fixed point đĽ ∈ Ω2 (đ, đ). It is clear that đĽ ∈ Ω2 (đ, đ) is a positive solution of (5). Note that (48), (52), and (54) undertake that óľ¨ óľ¨óľ¨ óľ¨óľ¨đĽđ+1 (đĄ) − đĽ (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ óľ¨óľ¨ đźđ óľ¨ = óľ¨óľ¨óľ¨(1 − đźđ ) đĽđ (đĄ) + óľ¨óľ¨ đ (đĄ + đ) × {đż − đĽđ (đĄ + đ) + (−1)đ đť0 1 đ (đĄ + đ) ×∫ +∞ đĄ+đ − đť0 ∫ đĄ+đ đ˘ (đ − đ˘)đ−đ−1 (đ˘ − đĄ − đ)đ−1 đ (đ˘) × [đ (đ ) − đ (đ , đĽđ (đ1 (đ )) , . . . , × {đż − đĽ (đĄ + đ) +∞ +∞ ∫ +∞ ∫ đ˘ đ đ−đ−1 đ˘đ−1 |đ (đ˘)| đ đĽđ (đđ (đ )))] đđ đđ˘ + (−1)đ−đ−1 đťđ Abstract and Applied Analysis +∞ ×∫ đĄ+đ ∫ +∞ đ˘ 11 (đ − đ˘)đ−đ−đ−1 (đ˘ − đĄ − đ)đ−1 đ (đ˘) Due to (46), (51), (57), and (58), we conclude that for each đĄ ≥ đ3 × â (đ , đĽđ (â1 (đ )) , . . . , óľ¨óľ¨ óľ¨ đĽđ (âđ (đ ))) đđ đđ˘} − đĽ (đĄ) óľ¨óľ¨óľ¨óľ¨ óľ¨óľ¨ óľ¨ óľ¨ óľ¨ óľ¨ ≤ (1 − đźđ ) óľ¨óľ¨óľ¨đĽđ (đĄ) − đĽ (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ + đźđ óľ¨óľ¨óľ¨đđż đĽđ (đĄ) − đđż đĽ (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ óľ¨ óľ¨ óľ¨ óľ¨ ≤ (1 − đźđ ) óľ¨óľ¨óľ¨đĽđ (đĄ) − đĽ (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ + đźđ đ óľ¨óľ¨óľ¨đĽđ (đĄ) − đĽ (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ óľ¨ óľ¨ = (1 − (1 − đ) đźđ ) óľ¨óľ¨óľ¨đĽđ (đĄ) − đĽ (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ óľŠ óľŠ ≤ đ−(1−đ)đźđ óľŠóľŠóľŠđĽđ − đĽóľŠóľŠóľŠ đ óľŠ óľŠ ≤ đ−(1−đ) ∑đ=0 đźđ óľŠóľŠóľŠđĽ0 − đĽóľŠóľŠóľŠ , óľ¨óľ¨ đ§ (đĄ + đ) đ§2 (đĄ + đ) óľ¨óľ¨óľ¨óľ¨ óľ¨óľ¨ − óľ¨ óľ¨óľ¨đ§1 (đĄ) − đ§2 (đĄ) + 1 óľ¨óľ¨ đ (đĄ + đ) đ (đĄ + đ) óľ¨óľ¨óľ¨ ≥ 1 đ (đĄ + đ) óľ¨ óľ¨ × ( óľ¨óľ¨óľ¨đż 1 − đż 2 óľ¨óľ¨óľ¨ − đť0 ∫ +∞ đ3 đ˘ +∞ đ§đ (đĄ) = − đ (đĄ + đ) ×∫ +∞ đĄ+đ +∞ ∫ đ˘ đ (đĄ + đ) + − đťđ ∫ đ3 ×∫ đĄ+đ ∫ đ˘ +∞ đ˘ đ đ−đ−đ−1 đ˘đ−1 |đ (đ˘)| óľ¨ −â (đ , đ§2 (đ1 (đ )) , . . . , đ§2 (đđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨ đđ đđ˘) ≥ 1 đ (đĄ + đ) óľ¨ óľŠ óľŠ óľ¨ × ( óľ¨óľ¨óľ¨đż 1 − đż 2 óľ¨óľ¨óľ¨ − óľŠóľŠóľŠđ§1 − đ§2 óľŠóľŠóľŠ đ (−1) đť0 đ (đĄ + đ) ×∫ (đ − đ˘)đ−đ−1 (đ˘ − đĄ − đ)đ−1 đ (đ˘) +∞ đ3 ∫ +∞ đ˘ đ˘đ−1 [đť đ đ−đ−1 đ (đ ) |đ (đ˘)| 0 +đťđ đ đ−đ−đ−1 đ (đ )] đđ đđ˘) (−1)đ−đ−1 đťđ + đ (đĄ + đ) +∞ ∫ óľ¨ × óľ¨óľ¨óľ¨â (đ , đ§1 (đ1 (đ )) , . . . , đ§1 (đđ (đ ))) × [đ (đ ) − đ (đ , đ§đ (đ1 (đ )) , . . . , đ§đ (đđ (đ )))] đđ đđ˘ +∞ đ đ−đ−1 đ˘đ−1 |đ (đ˘)| óľ¨ −đ (đ , đ§2 (đ1 (đ )) , . . . , đ§2 (đđ (đ ))))óľ¨óľ¨óľ¨ đđ đđ˘ which indicates that (20) holds. Thus (20) and (21) assure that limđ → ∞ đĽđ = đĽ. Next we prove that (b) holds. Let đż 1 , đż 2 ∈ (đ + đ/đ0 , đ) with đż 1 ≠ đż 2 . As in the proof of (a) we infer that for each đ ∈ {1, 2} there exist đđ ∈ (0, 1), đđ > 1 + |đĄ0 | + đ + |đž| and đđż đ satisfying (49)–(52), where đż, đ, đ, and đđż are replaced by đż đ , đđ , đđ , and đđż đ , respectively, and đđż đ has a unique fixed point đ§đ ∈ Ω2 (đ, đ), which is a positive solution of (5) in Ω2 (đ, đ). It follows that for each đĄ ≥ đđ and đ ∈ {1, 2} đ§đ (đĄ + đ) +∞ óľ¨ × óľ¨óľ¨óľ¨đ ((đ , đ§1 (đ1 (đ )) , . . . , đ§1 (đđ (đ ))) ∀đ ∈ N0 , đĄ ≥ đ, (56) đżđ ∫ > óľ¨ óľ¨ 1 óľ¨ óľŠ óľŠ óľ¨óľ¨đż − đż óľ¨óľ¨ óľ¨ (óľ¨óľ¨óľ¨đż 1 − đż 2 óľ¨óľ¨óľ¨ − óľŠóľŠóľŠđ§1 − đ§2 óľŠóľŠóľŠ óľ¨ 1óľŠóľŠ 2 óľ¨ óľŠóľŠ ) đ (đĄ + đ) 1 + 2 óľŠóľŠđ§1 − đ§2 óľŠóľŠ óľ¨óľ¨ óľ¨ óľ¨óľ¨đż 1 − đż 2 óľ¨óľ¨óľ¨ > 2đ (đĄ + đ) (đ − đ˘)đ−đ−đ−1 (đ˘ − đĄ − đ)đ−1 đ (đ˘) > 0, × â (đ , đ§đ (â1 (đ )) , . . . , đ§đ (âđ (đ ))) đđ đđ˘. (59) (57) On behalf of proving (b), we need only to show that đ§1 ≠ đ§2 . Notice that (18) guarantees that there exits đ3 > max{đ1 , đ2 } satisfying +∞ ∫ đ3 đ˘đ−1 [đť0 đ đ−đ−1 đ (đ ) + đťđ đ đ−đ−đ−1 đ (đ )] đđ đđ˘ (đ˘)| |đ đ˘ óľ¨óľ¨ óľ¨ óľ¨đż − đż óľ¨óľ¨ < óľ¨ 1óľŠóľŠ 2 óľ¨ óľŠóľŠ . 1 + 2 óľŠóľŠđ§1 − đ§2 óľŠóľŠ (58) ∫ which yields that đ§1 ≠ đ§2 . This completes the proof. Theorem 6. Assume that there exist three constants đ, đ, and đ0 and four functions đ, đ, đ , đ ∈ đś([đĄ0 , +∞), R+ ) satisfying (18), (46), (47), and +∞ 0 < đ < đ, Then đ < đ0 , đ−đ đ (đĄ) ≤ −đ0 eventually. (60) 12 Abstract and Applied Analysis (a) for any đż ∈ (đ, (1 − 1/đ0 )đ), there exist đ ∈ (0, 1) and đ > 1+|đĄ0 |+đ+|đž| such that for each đĽ0 ∈ Ω3 (đ, đ), the Mann iterative sequence {đĽđ }đ∈N0 generated by the following scheme đĽđ+1 (đĄ) đźđ (1 − đźđ ) đĽđ (đĄ) + { { đ (đĄ + đ) { { { { { { × { − đż − đĽđ (đĄ + đ) + (−1)đ đť0 { { { { { { +∞ +∞ { (đ − đ˘)đ−đ−1 (đ˘ − đĄ − đ)đ−1 { { ×∫ ∫ { { { đ (đ˘) đĄ+đ đ˘ { { { { × [đ − đ (đ , đĽ (đ (đ ) đ 1 (đ )) , . . . , { { { { (đ đĽ đđ đđ˘ (đ )))] { đ đ { { đ−đ−1 { { đťđ +(−1) { { { +∞ +∞ { { (đ − đ˘)đ−đ−đ−1 (đ˘ − đĄ − đ)đ−1 { { × ∫ ∫ { { đ (đ˘) { đĄ+đ đ˘ { { { { { ×â (đ , đĽđ (â1 (đ )) , . . . , đĽđ (âđ (đ ))) đđ đđ˘} , { { { { { { { đĄ ≥ đ, đ ∈ N0 , ={ đźđ { ) đĽ (1 − đź + (đ) { đ đ { { đ (đĄ + đ) { { { { { { × { − đż − đĽđ (đ + đ) + (−1)đ đť0 { { { { { +∞ +∞ { (đ − đ˘)đ−đ−1 (đ˘ − đ − đ)đ−1 { { { × ∫ ∫ { { đ (đ˘) đ+đ đ˘ { { { { × [đ − đ (đ , đĽ (đ1 (đ )) , . . . , (đ ) { đ { { { { đĽđ (đđ (đ )))] đđ đđ˘ { { { đ−đ−1 { +(−1) đť { đ { { { +∞ +∞ { (đ − đ˘)đ−đ−đ−1 (đ˘ − đ − đ)đ−1 { { × ∫ ∫ { { { đ (đ˘) đ+đ đ˘ { { { { { { ×â (đ , đĽđ (â1 (đ )) , . . . , đĽđ (âđ (đ ))) đđ đđ˘} , { { { { đž ≤ đĄ < đ, đ ∈ N0 { Define a mapping đđż : Ω3 (đ, đ) → CB([đž, +∞), R) by đĽ (đĄ + đ) (−1)đ đť0 −đż { { − + { { đ (đĄ + đ) đ (đĄ + đ) đ (đĄ + đ) { { { { đ−đ−1 +∞ +∞ { { (đ˘ − đĄ − đ)đ−1 { × ∫ ∫ (đ − đ˘) { { { đ (đ˘) { đĄ+đ đ˘ { { { { { { × [đ (đ ) − đ (đ , đĽ (đ1 (đ )) , . . . , { { { { { đĽ (đđ (đ )))] đđ đđ˘ { { { đ−đ−1 đťđ (−1) đđż đĽ (đĄ) = { + { { { đ (đĄ + đ) { { { { đ−đ−đ−1 +∞ +∞ { (đ˘ − đĄ − đ)đ−1 { { × ∫ ∫ (đ − đ˘) { { { đ (đ˘) đĄ+đ đ˘ { { { { { { ×â (đ , đĽ (â1 (đ )) , . . . , đĽ (âđ (đ ))) đđ đđ˘, { { { { { { đĄ ≥ đ, đĽ ∈ Ω3 (đ, đ) , { { { đĽ , đž ≤ đĄ < đ, đĽ ∈ Ω3 (đ, đ) . đ (đ) { đż (61) By virtue of (47), (62), and (63), we know that for any đĽ ∈ Ω3 (đ, đ) and đĄ ≥ đ đđż đĽ (đĄ) ≤ +∞ ×∫ đĄ+đ Proof. Put đż ∈ (đ, (1 − 1/đ0 )đ). It follows from (18) and (60) that there exist đ ∈ (0, 1) and đ > 1 + |đĄ0 | + đ + |đž| satisfying (50) and ∫ +∞ đ ∫ +∞ đ˘ đ−đ−đ−1 +đťđ đ < min {đ (1 − đ (đ )] đđ đđ˘ 1 ) − đż, đż − đ} . đ0 +∞ − đťđ ∫ đĄ+đ +∞ đ˘ (đ − đ˘)đ−đ−1 (đ˘ − đĄ − đ)đ−1 |đ (đ˘)| ∫ +∞ đ˘ (đ − đ˘)đ−đ−đ−1 (đ˘ − đĄ − đ)đ−1 |đ (đ˘)| óľ¨ óľ¨ × óľ¨óľ¨óľ¨â (đ , đĽ (â1 (đ )) , . . . , đĽ (âđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨ đđ đđ˘) ≤ 1 đ (đĄ + đ) đ đ (đĄ + đ) +∞ −∫ (62) ∫ óľ¨ óľ¨ óľ¨ × [óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨óľ¨ + óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ , đĽ (đ1 (đ )) , . . . , óľ¨ đĽ (đđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨] đđ đđ˘ × (−đż + ∀đĄ ≥ đ; đ˘đ−1 óľ¨ óľ¨ [đť đ đ−đ−1 (óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨óľ¨ + đ (đ )) |đ (đ˘)| 0 1 đ (đĄ + đ) × ( − đż − đĽ (đĄ + đ) − đť0 converges to a positive solution đĽ ∈ Ω3 (đ, đ) of (5) and has the error estimate (20), where {đźđ }đ∈N0 is an arbitrary sequence in [0, 1] satisfying (21); (b) Equation (5) has uncountably many positive solutions in Ω3 (đ, đ). đ (đĄ) ≤ −đ0 , (63) đ ∫ +∞ đ˘ đ˘đ−1 |đ (đ˘)| óľ¨ óľ¨ × [đť0 đ đ−đ−1 (óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨óľ¨ + đ (đ )) +đťđ đ đ−đ−đ−1 đ (đ )] đđ đđ˘) Abstract and Applied Analysis < đ 1 (−đż + đ (đĄ + đ) đ (đĄ + đ) − min {đ (1 − ≤ 13 Theorem 7. Let đ ≥ 2. Assume that there exist two constants đ, đ with đ > đ > 0 and four functions đ, đ, đ , đ ∈ đś([đĄ0 , +∞), R+ ) satisfying (16)–(18) and 1 ) − đż, đż − đ}) đ0 đ (đĄ) = 1 −đ , đ (đĄ + đ) 1 đ (đĄ + đ) đĽđ+1 (đĄ) × ( − đż − đĽ (đĄ + đ) + đť0 ×∫ +∞ đĄ+đ ∫ (đ − đ˘)đ−đ−1 (đ˘ − đĄ − đ)đ−1 |đ (đ˘)| +∞ đ˘ óľ¨ óľ¨ óľ¨ × [óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨óľ¨ + óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ , đĽ (đ1 (đ )) , . . . , óľ¨ đĽ (đđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨] đđ đđ˘ + đťđ ∫ +∞ ∫ đĄ+đ +∞ đ˘ (đ − đ˘)đ−đ−đ−1 (đ˘ − đĄ − đ)đ−1 |đ (đ˘)| óľ¨ óľ¨ × óľ¨óľ¨óľ¨â (đ , đĽ (â1 (đ )) , . . . , đĽ (âđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨ đđ đđ˘) ≥ 1 đ (đĄ + đ) × (−đż + +∫ đ đ (đĄ + đ) +∞ đ +∞ ∫ đ˘ đ˘đ−1 |đ (đ˘)| óľ¨ óľ¨ × [đť0 đ đ−đ−1 (óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨óľ¨ + đ (đ )) +đťđ đ đ−đ−đ−1 đ (đ )] đđ đđ˘) > đ 1 (−đż + đ (đĄ + đ) đ (đĄ + đ) + min {đ (1 − ≥ (65) Then (a) for any đż ∈ (đ, đ), there exist đ ∈ (0, 1) and đ > 1 + |đĄ0 | + đ + |đž| such that for each đĽ0 ∈ Ω1 (đ, đ), the Mann iterative sequence {đĽđ }đ∈N0 generated by the following scheme đđż đĽ (đĄ) ≥ eventually. 1 ) − đż, đż − đ}) đ0 −đ , đ (đĄ + đ) (64) which imply that đđż (Ω3 (đ, đ)) ⊆ Ω3 (đ, đ). The rest of the proof is identical with the proof of Theorem 5 and hence is omitted. This completes the proof. (1 − đźđ ) đĽđ (đĄ) + đźđ { { { { { { × {đż + (−1)đ (đ − 1) đť0 { { { { { { ∞ đĄ+2đđ +∞ +∞ { { { ×∑ ∫ ∫ ∫ (((đ − đ˘)đ−đ−1 (đ˘ − đ)đ−2 ) { { { đ˘ { đ=1 đĄ+(2đ−1)đ đ { { { { × (đ (đ˘))−1 ) { { { { { { { × [đ (đ ) − đ (đ , đĽđ (đ1 (đ )) , . . . , { { { đĽđ (đđ (đ )))] đđ đđ˘ đđ { { { đ−đ−1 { +(−1) − 1) đťđ { (đ { { ∞ đĄ+2đđ { +∞ +∞ { { { ×∑ ∫ ∫ ∫ (((đ − đ˘)đ−đ−đ−1 (đ˘ − đ)đ−2 ) { { { đ˘ { đ=1 đĄ+(2đ−1)đ đ { { { { × (đ (đ˘))−1 ) { { { { { ×â (đ , đĽđ (â1 (đ )) , . . . , { { { { { { { đĽđ (âđ (đ ))) đđ đđ˘ đđ} , { { { { { { { đĄ ≥ đ, đ ∈ N0 , ={ {(1 − đźđ ) đĽđ (đ) + đźđ { { { { { { × {đż + (−1)đ (đ − 1) đť0 { { { { { { ∞ đ+2đđ +∞ +∞ { { { ×∑ ∫ { ∫ ∫ (((đ − đ˘)đ−đ−1 (đ˘ − đ)đ−2 ) { { { đ˘ đ=1 đ+(2đ−1)đ đ { { { { { × (đ (đ˘))−1 ) { { { { { × [đ(đ )−đ(đ , đĽđ (đ1 (đ )) , . . . , { { { { đĽđ (đđ (đ )))] đđ đđ˘ đđ { { { { { +(−1)đ−đ−1 (đ − 1) đťđ { { { ∞ đ+2đđ +∞ +∞ { { { { ×∑ ∫ ∫ ∫ (((đ − đ˘)đ−đ−đ−1 (đ˘ − đ)đ−2 ) { { { đ+(2đ−1)đ đ đ˘ đ=1 { { { { { × (đ (đ˘))−1 ) { { { { { ×â (đ , đĽđ (â1 (đ )) , . . . , { { { { { { đĽđ (âđ (đ ))) đđ đđ˘ đđ} , { { { { { đž ≤ đĄ < đ, đ ∈ N0 { (66) converges to a positive solution đĽ ∈ Ω1 (đ, đ) of (5) and has the error estimate (20), where {đźđ }đ∈N0 is an arbitrary sequence in [0, 1] with (21); (b) Equation (5) has uncountably many positive solutions in Ω1 (đ, đ). 14 Abstract and Applied Analysis Proof. Let đż ∈ (đ, đ). It follows from (18) and (65) that there exist đ ∈ (0, 1) and đ > 1 + |đĄ0 | + đ + |đž| satisfying đ (đĄ) = 1, đ=∫ +∞ đ ∫ ∀đĄ ≥ đ; đ˘đ−1 [đť đ đ−đ−1 đ (đ ) |đ (đ˘)| 0 +∞ đ˘ đ−đ−đ−1 +đťđ đ ∫ +∞ đ ∫ +∞ đ˘ (67) đ (đ )] đđ đđ˘; đ (đ )] đđ đđ˘ đĄ (69) Define a mapping đđż : Ω1 (đ, đ) → CB([đž, +∞), R) by đđż đĽ (đĄ) With a view to (16), (68), and (70), we derive that for any đĽ, đŚ ∈ Ω1 (đ, đ) and đĄ ≥ đ óľ¨ óľ¨óľ¨ óľ¨óľ¨đđż đĽ (đĄ) − đđż đŚ (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ đĄ+2đđ ∫ +∞ đ=1 đĄ+(2đ−1)đ đ ∫ +∞ đ˘ (đ − đ˘)đ−đ−1 (đ˘ − đ)đ−2 |đ (đ˘)| óľ¨ × óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ , đĽ (đ1 (đ )) , . . . , đĽ (đđ (đ ))) óľ¨ −đ (đ , đŚ (đ1 (đ )) , . . . , đŚ (đđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨ đđ đđ˘ đđ + (đ − 1) đťđ ×∑∫ đĄ+2đđ ∫ +∞ ∫ +∞ ∫ đ +∞ +∞ đ˘ (đ − đ˘)đ−đ−đ−1 (đ˘ − đ)đ−2 đ (đ ) đđ đđ˘ đđ |đ (đ˘)| đĄ ∫ (đ − đ˘)đ−đ−1 (đ˘ − đĄ)đ−1 đ (đ ) đđ đđ˘ |đ (đ˘)| +∞ đ˘ óľŠ óľŠ + đťđ óľŠóľŠóľŠđĽ − đŚóľŠóľŠóľŠ +∞ ×∫ ∫ (đ − đ˘)đ−đ−đ−1 (đ˘ − đĄ)đ−1 đ (đ ) đđ đđ˘ |đ (đ˘)| +∞ đ˘ óľŠ óľŠ ≤ óľŠóľŠóľŠđĽ − đŚóľŠóľŠóľŠ +∞ ×∫ đ ∫ đ˘đ−1 [đť đ đ−đ−1 đ (đ ) |đ (đ˘)| 0 +∞ đ˘ +đťđ đ đ−đ−đ−1 đ (đ )] đđ đđ˘ óľŠ óľŠ = đ óľŠóľŠóľŠđĽ − đŚóľŠóľŠóľŠ , (71) which gives (27). By virtue of (17), (69), and (70), we deduce that for any đĽ ∈ Ω1 (đ, đ) and đĄ ≥ đ đđż đĽ (đĄ) ≤ đż + (đ − 1) đť0 +∞ ×∫ đĄ ∫ +∞ đ ∫ +∞ đ˘ (đ − đ˘)đ−đ−1 (đ˘ − đ)đ−2 |đ (đ˘)| óľ¨ óľ¨ óľ¨ óľ¨ × [óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨óľ¨ + óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ , đĽ (đ1 (đ )) , . . . , đĽ (đđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨] đđ đđ˘ đđ + (đ − 1) đťđ ≤ (đ − 1) đť0 ∞ +∞ ×∫ đĄ đż + (−1)đ (đ − 1) đť0 { { { ∞ đĄ+2đđ +∞ +∞ { { { ∫ ∫ (((đ − đ˘)đ−đ−1 (đ˘ − đ)đ−2 ) {× ∑ ∫ { { đ˘ { { đ=1 đĄ+(2đ−1)đ đ { { { × (đ (đ˘))−1 ) { { { { { { {× [đ (đ ) − đ (đ , đĽ (đ1 (đ )) , . . . , đĽ (đđ (đ )))] đđ đđ˘ đđ { { { { { đ−đ−1 { (đ − 1) đťđ { {+(−1) = { ∞ đĄ+2đđ +∞ +∞ { { { × ∑ ∫ ∫ ∫ (((đ − đ˘)đ−đ−đ−1 (đ˘ − đ)đ−2 ) { { { đ=1 đĄ+(2đ−1)đ đ đ˘ { { { { { × (đ (đ˘))−1 ) { { { { { {×â (đ , đĽ (â1 (đ )) , . . . , đĽ (âđ (đ ))) đđ đđ˘ đđ, { { { { { { { đĄ ≥ đ, đĽ ∈ Ω1 (đ, đ) , { { { { đž ≤ đĄ < đ, đĽ ∈ Ω1 (đ, đ) . {đđż đĽ (đ) , (70) ∞ ∫ óľŠ óľŠ = đť0 óľŠóľŠóľŠđĽ − đŚóľŠóľŠóľŠ < min {đ − đż, đż − đ} . ×∑∫ +∞ ×∫ đ˘ óľ¨ óľ¨ [đť đ đ−đ−1 (óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨óľ¨ + đ (đ )) |đ (đ˘)| 0 +đťđ đ (đ − đ˘)đ−đ−1 (đ˘ − đ)đ−2 đ (đ ) đđ đđ˘ đđ |đ (đ˘)| đĄ đ đ˘ óľŠ óľŠ + (đ − 1) đťđ óľŠóľŠóľŠđĽ − đŚóľŠóľŠóľŠ +∞ ×∫ (68) đ−1 đ−đ−đ−1 óľŠ óľŠ ≤ (đ − 1) đť0 óľŠóľŠóľŠđĽ − đŚóľŠóľŠóľŠ (đ − đ˘)đ−đ−đ−1 (đ˘ − đ)đ−2 |đ (đ˘)| đĄ đ đ˘ óľ¨óľ¨ óľ¨ × óľ¨óľ¨â (đ , đĽ (â1 (đ )) , . . . , đĽ (âđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨ đđ đđ˘ đđ +∞ ×∫ ∫ đ=1 đĄ+(2đ−1)đ đ ∫ +∞ đ˘ (đ − đ˘)đ−đ−đ−1 (đ˘ − đ)đ−2 |đ (đ˘)| óľ¨ × óľ¨óľ¨óľ¨â (đ , đĽ (â1 (đ )) , . . . , đĽ (âđ (đ ))) óľ¨ −â (đ , đŚ (â1 (đ )) , . . . , đŚ (âđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨ đđ đđ˘ đđ +∞ ∫ +∞ ≤ đż + (đ − 1) đť0 +∞ ×∫ +∞ ∫ đĄ ∫ +∞ đ ∫ +∞ đ˘ (đ − đ˘)đ−đ−1 (đ˘ − đ)đ−2 |đ (đ˘)| óľ¨ óľ¨ × [óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨óľ¨ + đ (đ )] đđ đđ˘ đđ + (đ − 1) đťđ +∞ ×∫ đĄ ∫ +∞ đ ∫ +∞ đ˘ (đ − đ˘)đ−đ−đ−1 (đ˘ − đ)đ−2 đ (đ ) đđ đđ˘ đđ |đ (đ˘)| Abstract and Applied Analysis = đż + đť0 ∫ +∞ đĄ + đťđ ∫ +∞ đĄ +∞ ∫ đ˘ ∫ +∞ 15 (đ − đ˘)đ−đ−1 (đ˘ − đĄ)đ−1 |đ (đ˘)| óľ¨ óľ¨óľ¨ × [óľ¨óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨óľ¨ + đ (đ )] đđ đđ˘ đ−đ−đ−1 (đ − đ˘) (đ˘ − đĄ) |đ (đ˘)| đ˘ { + đźđ {đż + (−1)đ (đ − 1) đť0 { ∞ ×∑∫ đ−1 ≤đż+∫ đ ∫ +∞ đ˘ ∞ ×∑∫ đđż đĽ (đĄ) ≥ đż − (đ − 1) đť0 đĄ đ ∫ +∞ đ˘ (đ − đ˘)đ−đ−1 (đ˘ − đ)đ−2 đ (đ˘) đĄ+2đđ +∞ ∫ ∫ +∞ đ˘ (đ − đ˘)đ−đ−đ−1 (đ˘ − đ)đ−2 đ (đ˘) óľ¨óľ¨ } óľ¨óľ¨óľ¨ ×â (đ , đĽđ (â1 (đ )) , . . . , đĽđ (âđ (đ ))) đđ đđ˘ đđ} − đĽ (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ óľ¨óľ¨ óľ¨óľ¨ } óľ¨ óľ¨ óľ¨ óľ¨ ≤ (1 − đźđ ) óľ¨óľ¨óľ¨đĽđ (đĄ) − đĽ (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ + đźđ óľ¨óľ¨óľ¨đđż đĽđ (đĄ) − đđż đĽ (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ óľ¨ óľ¨ óľ¨ óľ¨ ≤ (1 − đźđ ) óľ¨óľ¨óľ¨đĽđ (đĄ) − đĽ (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ + đźđ đ óľ¨óľ¨óľ¨đĽđ (đĄ) − đĽ (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ óľ¨ óľ¨ = (1 − (1 − đ) đźđ ) óľ¨óľ¨óľ¨đĽđ (đĄ) − đĽ (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ óľŠ óľŠ ≤ đ−(1−đ)đźđ óľŠóľŠóľŠđĽđ − đĽóľŠóľŠóľŠ ≤ đ, +∞ đ˘ đ=1 đĄ+(2đ−1)đ đ < đż + min {đ − đż, đż − đ} ∫ +∞ + (−1)đ−đ−1 (đ − 1) đťđ đ˘đ−1 |đ (đ˘)| +đťđ đ đ−đ−đ−1 đ (đ )] đđ đđ˘ +∞ ∫ × [đ (đ ) − đ (đ , đĽđ (đ1 (đ )) , . . . , đĽđ (đđ (đ )))] đđ đđ˘ đđ óľ¨ óľ¨ × [đť0 đ đ−đ−1 (óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨óľ¨ + đ (đ )) ×∫ +∞ ∫ đ=1 đĄ+(2đ−1)đ đ × đ (đ ) đđ đđ˘ +∞ đĄ+2đđ (đ − đ˘)đ−đ−1 (đ˘ − đ)đ−2 |đ (đ˘)| đ óľŠ óľŠ ≤ đ−(1−đ) ∑đ=0 đźđ óľŠóľŠóľŠđĽ0 − đĽóľŠóľŠóľŠ , óľ¨ óľ¨ óľ¨ × [ óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨óľ¨ + óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ , đĽ (đ1 (đ )) , . . . , ∀đ ∈ N0 , đĄ ≥ đ, (73) óľ¨ đĽ (đđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨] đđ đđ˘ đđ − (đ − 1) đťđ +∞ +∞ +∞ đ−đ−đ−1 (đ˘ − đ) (đ˘)| |đ đĄ đ đ˘ óľ¨óľ¨ óľ¨ × óľ¨óľ¨â (đ , đĽ (â1 (đ )) , . . . , đĽ (âđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨ đđ đđ˘ đđ ×∫ ≥đż−∫ ∫ +∞ đ ∫ ∫ +∞ đ˘ (đ − đ˘) đ−2 đ˘đ−1 |đ (đ˘)| óľ¨ óľ¨ × [đť0 đ đ−đ−1 (óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨óľ¨ + đ (đ )) + đťđ đ đ−đ−đ−1 đ (đ )] đđ đđ˘ > đż − min {đ − đż, đż − đ} đ§đ (đĄ) = đż đ + (−1)đ (đ − 1) đť0 ≥ đ, (72) which mean that đđż (Ω1 (đ, đ)) ⊆ Ω1 (đ, đ). Coupled with (27) and (68), we get that đđż is a contraction mapping in Ω1 (đ, đ) and it possesses a unique fixed point đĽ ∈ Ω1 (đ, đ). Clearly, đĽ ∈ Ω1 (đ, đ) is a positive solution of (5). From (27), (66), and (70), we gain that óľ¨ óľ¨óľ¨ óľ¨óľ¨đĽđ+1 (đĄ) − đĽ (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ óľ¨óľ¨ óľ¨óľ¨ óľ¨ = óľ¨óľ¨óľ¨ (1 − đźđ ) đĽđ (đĄ) óľ¨óľ¨ óľ¨óľ¨ which yields (20). It follows from (20) and (21) that limđ → ∞ đĽđ = đĽ. Now we prove that (b) holds. Let đż 1 , đż 2 ∈ (đ, đ) and đż 1 ≠ đż 2 . As in the proof of (a), we conclude that for each đ ∈ {1, 2}, there exist đđ ∈ (0, 1), đđ > 1 + |đĄ0 | + đ + |đž| and đđż đ : Ω1 (đ, đ) → Ω1 (đ, đ) satisfying (69)–(77), where đż, đ, đ, and đđż are replaced by đż đ , đđ , đđ , and đđż đ , respectively, and đđż đ has a unique fixed point đ§đ ∈ Ω1 (đ, đ), which is a positive solution of (5) in Ω1 (đ, đ), that is, ∞ ×∑∫ đĄ+2đđ ∫ +∞ đ=1 đĄ+(2đ−1)đ đ ∫ +∞ đ˘ (đ − đ˘)đ−đ−1 (đ˘ − đ)đ−2 đ (đ˘) × [đ (đ ) − đ (đ , đ§đ (đ1 (đ )) , . . . , đ§đ (đđ (đ )))] đđ đđ˘ đđ + (−1)đ−đ−1 (đ − 1) đťđ ∞ ×∑∫ đĄ+2đđ ∫ +∞ đ=1 đĄ+(2đ−1)đ đ ∫ +∞ đ˘ (đ − đ˘)đ−đ−đ−1 (đ˘ − đ)đ−2 đ (đ˘) × â (đ , đ§đ (â1 (đ )) , . . . , đ§đ (âđ (đ ))) đđ đđ˘ đđ, ∀đĄ ≥ đđ , đ ∈ {1, 2} . (74) 16 Abstract and Applied Analysis For purpose of proving (b), we just need to show that đ§1 ≠ đ§2 . It follows from (16), (27), (68), and (74) that óľ¨ óľ¨óľ¨ óľ¨óľ¨đ§1 (đĄ) − đ§2 (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ đĽđ+1 (đĄ) óľ¨ óľ¨ óľŠ óľŠ ≥ óľ¨óľ¨óľ¨đż 1 − đż 2 óľ¨óľ¨óľ¨ − (đ − 1) đť0 óľŠóľŠóľŠđ§1 − đ§2 óľŠóľŠóľŠ ×∫ +∞ đĄ +∞ ∫ đ ∫ +∞ (((đ − đ˘)đ−đ−1 (đ˘ − đ)đ−2 ) đ˘ ×(|đ (đ˘)|)−1 ) đ (đ ) đđ đđ˘ đđ óľŠ óľŠ − (đ − 1) đťđ óľŠóľŠóľŠđ§1 − đ§2 óľŠóľŠóľŠ ×∫ +∞ đĄ +∞ ∫ đ ∫ +∞ (((đ − đ˘)đ−đ−đ−1 (đ˘ − đ)đ−2 ) đ˘ ×(|đ (đ˘)|)−1 ) đ (đ ) đđ đđ˘ đđ (75) óľ¨ óľ¨ óľŠ óľŠ ≥ óľ¨óľ¨óľ¨đż 1 − đż 2 óľ¨óľ¨óľ¨ − óľŠóľŠóľŠđ§1 − đ§2 óľŠóľŠóľŠ ×∫ +∞ +∞ ∫ max{đ1 ,đ2 } đ˘ đ˘đ−1 |đ (đ˘)| × [đť0 đ đ−đ−1 đ (đ ) +đťđ đ đ−đ−đ−1 đ (đ )] đđ đđ˘ óľ¨ óľ¨ óľŠ óľŠ > óľ¨óľ¨óľ¨đż 1 − đż 2 óľ¨óľ¨óľ¨ − max {đ1 , đ2 } óľŠóľŠóľŠđ§1 − đ§2 óľŠóľŠóľŠ , ∀đĄ ≥ max {đ1 , đ2 } , which yields that óľŠ óľŠóľŠ óľŠóľŠđ§1 − đ§2 óľŠóľŠóľŠ ≥ óľ¨óľ¨ óľ¨ óľ¨óľ¨đż 1 − đż 2 óľ¨óľ¨óľ¨ > 0, 1 + max {đ1 , đ2 } (76) that is, đ§1 ≠ đ§2 . This completes the proof. Theorem 8. Let đ = 1. Assume that there exist two constants đ, đ with đ > đ > 0 and four functions đ, đ, đ , đ ∈ đś([đĄ0 , +∞), R+ ) satisfying (16), (17), (65), and ∫ +∞ đĄ0 +∞ ∫ đ˘ 1 |đ (đ˘)| óľ¨ óľ¨ × [|đ |đ−2 max {đ (đ ) , đ (đ ) , óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨óľ¨} +|đ | < +∞. Then đ−đ−2 max {đ (đ ) , đ (đ )}] đđ đđ˘ (a) for any đż ∈ (đ, đ), there exist đ ∈ (0, 1) and đ > 1 + |đĄ0 | + đ + |đž| such that for each đĽ0 ∈ Ω1 (đ, đ), the Mann iterative sequence {đĽđ }đ∈N0 generated by the following scheme (77) (1 − đźđ ) đĽđ (đĄ) { { { { { { { { { { (−1)đ { { {đż + +đź { đ { (đ − 2)! { { { { { { ∞ đĄ+2đđ +∞ { { (đ − đ˘)đ−2 { { × ∑ ∫ ∫ { { đ (đ˘) { đ=1 đĄ+(2đ−1)đ đ˘ { { { { { { { × [đ (đ ) − đ (đ , đĽđ (đ1 (đ )) , . . . , đĽđ (đđ (đ )))] đđ đđ˘ { { { { { { { { { (−1)đ−đ−1 { { { + { { (đ − đ − 2)! { { { { { { ∞ đĄ+2đđ +∞ { (đ − đ˘)đ−đ−2 { { { × ∑ ∫ ∫ { { đ (đ˘) { đ=1 đĄ+(2đ−1)đ đ˘ { { { { { { { { { × â (đ , đĽđ (â1 (đ )) , . . . , đĽđ (âđ (đ ))) đđ đđ˘} , { { { { { { { { { đĄ ≥ đ, đ ∈ N0 , { { { ={ { { { (1 − đźđ ) đĽđ (đ) { { { { { { { { { { (−1)đ { { {đż + +đź { đ { { (đ − 2)! { { { { { ∞ đ+2đđ { +∞ { (đ − đ˘)đ−2 { { ×∑ ∫ ∫ { { { đ (đ˘) { đ=1 đ+(2đ−1)đ đ˘ { { { { { { × [đ (đ ) − đ (đ , đĽđ (đ1 (đ )) , . . . , đĽđ (đđ (đ )))] đđ đđ˘ { { { { { { { { { { (−1)đ−đ−1 { { + { { { (đ − đ − 2)! { { { { { ∞ đ+2đđ +∞ { { (đ − đ˘)đ−đ−2 { { × ∑ ∫ ∫ { { đ (đ˘) { { đ=1 đ+(2đ−1)đ đ˘ { { { { { { { { × â (đ , đĽđ (â1 (đ )) , . . . , đĽđ (âđ (đ ))) đđ đđ˘} , { { { { { { { { đž ≤ đĄ < đ, đ ∈ N0 { (78) converges to a positive solution đĽ ∈ Ω1 (đ, đ) of (5) and has the error estimate (20), where {đźđ }đ∈N0 is an arbitrary sequence in [0, 1] with (21); (b) Equation (5) has uncountably many positive solutions in Ω1 (đ, đ). Abstract and Applied Analysis 17 Proof. Let đż ∈ (đ, đ). It follows from (65) and (77) that there exist đ ∈ (0, 1) and đ > 1 + |đĄ0 | + đ + |đž| satisfying (67), đ= ∫ +∞ đ ∫ +∞ đ˘ ≤ + 1 |đ (đ˘)| ×[ +∞ +∞ 1 (đ − đ˘)đ−2 óľŠ óľŠóľŠ đ (đ ) đđ đđ˘ óľŠóľŠđĽ − đŚóľŠóľŠóľŠ ∫ ∫ (đ − 2)! |đ (đ˘)| đ đ˘ 1 óľŠ óľŠóľŠ óľŠóľŠđĽ − đŚóľŠóľŠóľŠ (đ − đ − 2)! ×∫ đ đ−2 đ đ−đ−2 đ (đ ) + đ (đ )] đđ đđ˘, (đ − 2)! (đ − đ − 2)! +∞ đ ∫ +∞ đ˘ +∞ óľŠ óľŠ ≤ óľŠóľŠóľŠđĽ − đŚóľŠóľŠóľŠ ∫ đ (79) ∫ +∞ đ ∫ +∞ đ˘ đ đ−2 óľ¨óľ¨ 1 óľ¨ [ (óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨óľ¨ + đ (đ )) |đ (đ˘)| (đ − 2)! óľ¨ đ đ−đ−2 + đ (đ )] đđ đđ˘ (đ − đ − 2)! (đ − đ˘)đ−đ−2 đ (đ ) đđ đđ˘ |đ (đ˘)| ∫ +∞ đ˘ 1 đ đ−2 đ (đ ) [ |đ (đ˘)| (đ − 2)! + đ đ−đ−2 đ (đ )] đđ đđ˘ (đ − đ − 2)! óľŠ óľŠ = đ óľŠóľŠóľŠđĽ − đŚóľŠóľŠóľŠ , (80) (82) < min {đ − đż, đż − đ} . Define a mapping đđż : Ω1 (đ, đ) → CB([đž, +∞), R) by which gives (27). It follows from (17), (80), and (81) that for any đĽ ∈ Ω1 (đ, đ) and đĄ ≥ đ đđż đĽ (đĄ) đđż đĽ (đĄ) +∞ (đ − đ˘)đ−2 (−1)đ ∞ đĄ+2đđ { { đż + ∑ ∫ ∫ { { đ (đ˘) (đ − 2)! đ=1 đĄ+(2đ−1)đ đ˘ { { { { { × [đ (đ ) − đ (đ , đĽ (đ1 (đ )) , . . . , đĽ (đđ (đ )))] đđ đđ˘ { { { { { { +∞ { (đ − đ˘)đ−đ−2 (−1)đ−đ−1 ∞ đĄ+2đđ ={ + ∑ ∫ ∫ { đ (đ˘) (đ − đ − 2)! đ=1 đĄ+(2đ−1)đ đ˘ { { { { { { { ×â (đ , đĽ (â1 (đ )) , . . . , đĽ (âđ (đ ))) đđ đđ˘, { { { { { đĄ ≥ đ, đĽ ∈ Ω1 (đ, đ) , { { đž ≤ đĄ < đ, đĽ ∈ Ω1 (đ, đ) . {đđż đĽ (đ) , (81) By virtue of (16), (79), and (81), we derive that for any đĽ, đŚ ∈ Ω1 (đ, đ) and đĄ ≥ đ ∞ đĄ+2đđ +∞ 1 (đ − đ˘)đ−2 ∑∫ ∫ (đ − 2)! đ=1 đĄ+(2đ−1)đ đ˘ |đ (đ˘)| óľ¨ óľ¨ óľ¨ óľ¨ × [óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨óľ¨ + óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ , đĽ (đ1 (đ )) , . . . , đĽ (đđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨] đđ đđ˘ + ∞ đĄ+2đđ +∞ 1 (đ − đ˘)đ−đ−2 ∑∫ ∫ (đ − đ − 2)! đ=1 đĄ+(2đ−1)đ đ˘ |đ (đ˘)| óľ¨ óľ¨ × óľ¨óľ¨óľ¨â (đ , đĽ (â1 (đ )) , . . . , đĽ (âđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨ đđ đđ˘ ≤đż+∫ +∞ đ ×[ ∫ +∞ đ˘ 1 |đ (đ˘)| đ−2 đ đ−đ−2 đ óľ¨ óľ¨ (óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨óľ¨ + đ (đ )) + đ (đ )] đđ đđ˘ (đ − 2)! (đ − đ − 2)! < đż + min {đ − đż, đż − đ} ≤ đ, óľ¨ óľ¨óľ¨ óľ¨óľ¨đđż đĽ (đĄ) − đđż đŚ (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ đđż đĽ (đĄ) ∞ đĄ+2đđ +∞ 1 (đ − đ˘)đ−2 ≤ ∑∫ ∫ (đ − 2)! đ=1 đĄ+(2đ−1)đ đ˘ |đ (đ˘)| ≥đż− óľ¨ × óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ , đĽ (đ1 (đ )) , . . . , đĽ (đđ (đ ))) óľ¨ −đ (đ , đŚ (đ1 (đ )) , . . . , đŚ (đđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨ đđ đđ˘ + ≤đż+ ∞ đĄ+2đđ +∞ 1 ∑∫ ∫ (đ − đ − 2)! đ=1 đĄ+(2đ−1)đ đ˘ đ−đ−2 (đ − đ˘) |đ (đ˘)| óľ¨ × óľ¨óľ¨óľ¨â (đ , đĽ (â1 (đ )) , . . . , đĽ (âđ (đ ))) óľ¨ −â (đ , đŚ (â1 (đ )) , . . . , đŚ (âđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨ đđ đđ˘ ∞ đĄ+2đđ +∞ 1 (đ − đ˘)đ−2 ∑∫ ∫ (đ − 2)! đ=1 đĄ+(2đ−1)đ đ˘ |đ (đ˘)| óľ¨ óľ¨ óľ¨ óľ¨ × [óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨óľ¨ + óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ , đĽ (đ1 (đ )) , . . . , đĽ (đđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨] đđ đđ˘ − ∞ đĄ+2đđ +∞ 1 (đ − đ˘)đ−đ−2 ∑∫ ∫ (đ − đ − 2)! đ=1 đĄ+(2đ−1)đ đ˘ |đ (đ˘)| óľ¨ óľ¨ × óľ¨óľ¨óľ¨â (đ , đĽ (â1 (đ )) , . . . , đĽ (âđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨ đđ đđ˘ ≥đż−∫ +∞ đ ∫ +∞ đ˘ 1 |đ (đ˘)| 18 Abstract and Applied Analysis ×[ đ đ−đ−2 đ đ−2 óľ¨óľ¨ óľ¨ (óľ¨óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨óľ¨ + đ (đ )) + đ (đ )] đđ đđ˘ (đ − 2)! (đ − đ − 2)! > đż − min {đ − đż, đż − đ} and đđż đ has a unique fixed point đ§đ ∈ Ω1 (đ, đ), which is a positive solution of (5) in Ω1 (đ, đ), that is, đ§đ (đĄ) = đż đ + ≥ đ, (83) (−1)đ (đ − 2)! ∞ ×∑∫ đĄ+2đđ +∞ ∫ đ=1 đĄ+(2đ−1)đ đ˘ which mean that đđż (Ω1 (đ, đ)) ⊆ Ω1 (đ, đ). Combined with (27) and (79), we know that đđż is a contraction mapping in Ω1 (đ, đ) and it possesses a unique fixed point đĽ ∈ Ω1 (đ, đ). Obviously, đĽ ∈ Ω1 (đ, đ) is a positive solution of (5). In light of (27), (78), and (81), we gain that × [đ (đ ) − đ (đ , đ§đ (đ1 (đ )) , . . . , đ§đ (đđ (đ )))] đđ đđ˘ + +∞ (đ − đ˘)đ−đ−2 (−1)đ−đ−1 ∞ đĄ+2đđ ∑∫ ∫ đ (đ˘) (đ − đ − 2)! đ=1 đĄ+(2đ−1)đ đ˘ × â (đ , đ§đ (â1 (đ )) , . . . , đ§đ (âđ (đ ))) đđ đđ˘, ∀đĄ ≥ đđ , đ ∈ {1, 2} . óľ¨ óľ¨óľ¨ óľ¨óľ¨đĽđ+1 (đĄ) − đĽ (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ (85) óľ¨óľ¨ óľ¨óľ¨ = óľ¨óľ¨óľ¨óľ¨ (1 − đźđ ) đĽđ (đĄ) óľ¨óľ¨ óľ¨ In order to prove (b), we just need to show that đ§1 ≠ đ§2 . In view of (16), (27), (79), and (85), we get that +∞ { (−1)đ ∞ đĄ+2đđ (đ − đ˘)đ−2 + đźđ {đż + ∑∫ ∫ đ (đ˘) (đ − 2)! đ=1 đĄ+(2đ−1)đ đ˘ { óľ¨ óľ¨óľ¨ óľ¨óľ¨đ§1 (đĄ) − đ§2 (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ × [đ (đ ) − đ (đ , đĽđ (đ1 (đ )) , . . . , đĽđ (đđ (đ )))] đđ đđ˘ + ∞ đĄ+2đđ +∞ 1 (đ − đ˘)đ−2 ∑∫ ∫ (đ − 2)! đ=1 đĄ+(2đ−1)đ đ˘ |đ (đ˘)| óľ¨ −đ (đ , đ§1 (đ1 (đ )) , . . . , đ§1 (đđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨ đđ đđ˘ óľ¨óľ¨ óľ¨óľ¨ } óľ¨ ×â (đ , đĽđ (â1 (đ )) , . . . , đĽđ (âđ (đ ))) đđ đđ˘} − đĽ (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ óľ¨óľ¨ óľ¨óľ¨ } óľ¨ óľ¨ óľ¨ óľ¨ ≤ (1 − đźđ ) óľ¨óľ¨óľ¨đĽđ (đĄ) − đĽ (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ + đźđ óľ¨óľ¨óľ¨đđż đĽđ (đĄ) − đđż đĽ (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ − ∞ đĄ+2đđ +∞ 1 (đ − đ˘)đ−đ−2 ∑∫ ∫ (đ − đ − 2)! đ=1 đĄ+(2đ−1)đ đ˘ |đ (đ˘)| óľ¨ × óľ¨óľ¨óľ¨â (đ , đ§1 (â1 (đ )) , . . . , đ§1 (âđ (đ ))) óľ¨ −â (đ , đ§2 (â1 (đ )) , . . . , đ§2 (âđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨ đđ đđ˘ óľ¨ óľ¨ óľ¨ óľ¨ ≤ (1 − đźđ ) óľ¨óľ¨óľ¨đĽđ (đĄ) − đĽ (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ + đźđ đ óľ¨óľ¨óľ¨đĽđ (đĄ) − đĽ (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ óľ¨ óľ¨ = (1 − (1 − đ) đźđ ) óľ¨óľ¨óľ¨đĽđ (đĄ) − đĽ (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ óľŠ óľŠ ≤ đ−(1−đ)đźđ óľŠóľŠóľŠđĽđ − đĽóľŠóľŠóľŠ đ óľ¨ óľ¨ ≥ óľ¨óľ¨óľ¨đż 1 − đż 2 óľ¨óľ¨óľ¨ − óľ¨ × óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ , đ§2 (đ1 (đ )) , . . . , đ§2 (đđ (đ ))) +∞ (đ − đ˘)đ−đ−2 (−1)đ−đ−1 ∞ đĄ+2đđ ∑∫ ∫ đ (đ˘) (đ − đ − 2)! đ=1 đĄ+(2đ−1)đ đ˘ óľŠ óľŠ ≤ đ−(1−đ) ∑đ=0 đźđ óľŠóľŠóľŠđĽ0 − đĽóľŠóľŠóľŠ , (đ − đ˘)đ−2 đ (đ˘) ∀đ ∈ N0 , đĄ ≥ đ, (84) óľŠ óľŠ +∞ +∞ đ−2 đ óľ¨ óľ¨ óľŠóľŠđ§ − đ§2 óľŠóľŠóľŠ ≥ óľ¨óľ¨óľ¨đż 1 − đż 2 óľ¨óľ¨óľ¨ − óľŠ 1 đ (đ ) đđ đđ˘ ∫ ∫ (đ − 2)! đĄ (đ˘)| |đ đ˘ óľŠ óľŠóľŠ óľŠđ§ − đ§2 óľŠóľŠóľŠ +∞ +∞ đ đ−đ−2 đ (đ ) đđ đđ˘ − óľŠ 1 ∫ ∫ (đ − đ − 2)! đĄ |đ (đ˘)| đ˘ óľ¨ óľ¨ óľŠ óľŠ ≥ óľ¨óľ¨óľ¨đż 1 − đż 2 óľ¨óľ¨óľ¨ − óľŠóľŠóľŠđ§1 − đ§2 óľŠóľŠóľŠ ×∫ +∞ ∫ +∞ max{đ1 ,đ2 } đ˘ which yields (20). It follows from (20) and (21) that limđ → ∞ đĽđ = đĽ. Now we prove that (b) holds. Let đż 1 , đż 2 ∈ (đ, đ) and đż 1 ≠ đż 2 . As in the proof of (a), we conclude that for each đ ∈ {1, 2}, there exist đđ ∈ (0, 1), đđ > 1 + |đĄ0 | + đ + |đž| and đđż đ : Ω1 (đ, đ) → Ω1 (đ, đ) satisfying (67) and (79)–(81), where đż, đ, đ, and đđż are replaced by đż đ , đđ , đđ , and đđż đ , respectively, 1 |đ (đ˘)| đ đ−2 đ đ−đ−2 đ (đ ) + đ (đ )] đđ đđ˘ (đ − 2)! (đ − đ − 2)! óľ¨ óľ¨ óľŠ óľŠ > óľ¨óľ¨óľ¨đż 1 − đż 2 óľ¨óľ¨óľ¨ − max {đ1 , đ2 } óľŠóľŠóľŠđ§1 − đ§2 óľŠóľŠóľŠ , ×[ ∀đĄ ≥ max {đ1 , đ2 } , (86) Abstract and Applied Analysis 19 which implies that óľ¨óľ¨ óľ¨ óľ¨óľ¨đż 1 − đż 2 óľ¨óľ¨óľ¨ óľŠóľŠ óľŠ > 0, óľŠóľŠđ§1 − đ§2 óľŠóľŠóľŠ ≥ 1 + max {đ1 , đ2 } (87) that is, đ§1 ≠ đ§2 . This completes the proof. Theorem 9. Let đ ≥ 2. Assume that there exist two constants đ, đ with đ > đ > 0 and four functions đ, đ, đ , đ ∈ đś([đĄ0 , +∞), R+ ) satisfying (16), (17), ∫ +∞ đĄ0 +∞ ∫ đ ∫ +∞ đ˘ converges to a positive solution đĽ ∈ Ω1 (đ, đ) of (5) and has the error estimate (20), where {đźđ }đ∈N0 is an arbitrary sequence in [0, 1] with (21); (b) Equation (5) has uncountably many positive solutions in Ω1 (đ, đ). Proof. Set đż ∈ (đ, đ). In view of (88) and (89), there exist đ ∈ (0, 1) and đ > 1 + |đĄ0 | + đ + |đž| such that đ (đĄ) = −1, |đ| |đ˘|đ |đ (đ˘)| đ= óľ¨ óľ¨ × [|đ |đ−đ−1 max {đ (đ ) , đ (đ ) , óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨óľ¨} đ − 1 +∞ +∞ +∞ đđ˘đ−2 ∫ ∫ ∫ đ |đ (đ˘)| đ đ đ˘ đ−đ−1 × [đť0 đ +|đ |đ−đ−đ−1 max {đ (đ ) , đ (đ )}] đđ đđ˘ đđ < +∞, (88) đ (đĄ) = −1 eventually. (89) Then (a) for any đż ∈ (đ, đ), there exist đ ∈ (0, 1) and đ > 1 + |đĄ0 | + đ + |đž| such that for each đĽ0 ∈ Ω1 (đ, đ), the Mann iterative sequence {đĽđ }đ∈N0 generated by the following scheme đĽđ+1 (đĄ) (1 − đźđ ) đĽđ (đĄ) { { { { { { {+đźđ {đż + (−1)đ−1 (đ − 1) đť0 { { { { { ∞ +∞ +∞ +∞ { (đ − đ˘)đ−đ−1 (đ˘ − đ)đ−2 { { { × ∑ ∫ ∫ ∫ { { đ (đ˘) đĄ+đđ đ đ˘ { { { đ=1 { { { × [đ (đ ) − đ (đ , đĽđ (đ1 (đ )) , . . . , đĽđ (đđ (đ )))] đđ đđ˘ đđ { { { { +(−1)đ−đ (đ − 1) đťđ { { { { ∞ +∞ +∞ +∞ (đ − đ˘)đ−đ−đ−1 (đ˘ − đ)đ−2 { { { ×∑ ∫ ∫ ∫ { { { đ (đ˘) đ˘ { đ=1 đĄ+đđ đ { { { { { { { ×â (đ , đĽđ (â1 (đ )) , . . . , đĽđ (âđ (đ ))) đđ đđ˘ đđ} , { { { { { { đĄ ≥ đ, đ ∈ N0 , { { = {(1 − đźđ ) đĽđ (đ) { { { { { { +đźđ {đż + (−1)đ−1 (đ − 1) đť0 { { { { { ∞ +∞ +∞ +∞ { { (đ − đ˘)đ−đ−1 (đ˘ − đ)đ−2 { { × ∑ ∫ ∫ ∫ { { { đ (đ˘) đ˘ { đ=1 đ+đđ đ { { { { {× [đ (đ ) − đ (đ , đĽđ (đ1 (đ )) , . . . , đĽđ (đđ (đ )))] đđ đđ˘ đđ { { { { { +(−1)đ−đ (đ − 1) đťđ { { { { { ∞ +∞ +∞ +∞ { { (đ − đ˘)đ−đ−đ−1 (đ˘ − đ)đ−2 { { × ∑ ∫ ∫ ∫ { { đ (đ˘) { đ˘ { đ=1 đ+đđ đ { { { { { { { ×â (đ , đĽđ (â1 (đ )) , . . . , đĽđ (âđ (đ ))) đđ đđ˘ đđ} , { { { { đž ≤ đĄ < đ, đ ∈ N0 { (90) ∀đĄ ≥ đ; đ−đ−đ−1 đ (đ ) + đťđ đ (91) (92) đ (đ )] đđ đđ˘ đđ; đ − 1 +∞ +∞ +∞ đđ˘đ−2 ∫ ∫ ∫ đ |đ (đ˘)| đ đ đ˘ óľ¨ óľ¨ × [đť0 đ đ−đ−1 (óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨óľ¨ + đ (đ )) + đťđ đ đ−đ−đ−1 đ (đ )] đđ đđ˘ đđ < min {đ − đż, đż − đ} . (93) Define a mapping đđż : Ω1 (đ, đ) → CB([đž, +∞), R) by đđż đĽ (đĄ) đ−1 đż + (−1) (đ − 1) đť0 { { { { { { ∞ +∞ +∞ +∞ (đ − đ˘)đ−đ−1 (đ˘ − đ)đ−2 { { { ×∑ ∫ ∫ ∫ { { đ (đ˘) { đ˘ đ=1 đĄ+đđ đ { { { { { { × [đ (đ ) − đ (đ , đĽ (đ1 (đ )) , . . . , đĽ (đđ (đ )))] đđ đđ˘ đđ { { { { { { đ−đ = {+(−1) (đ − 1) đťđ { { { ∞ +∞ +∞ +∞ { { (đ − đ˘)đ−đ−đ−1 (đ˘ − đ)đ−2 { { × ∑ ∫ ∫ ∫ { { đ (đ˘) { đ˘ đ=1 đĄ+đđ đ { { { { { ×â (đ , đĽ (â1 (đ )) , . . . , đĽ (âđ (đ ))) đđ đđ˘ đđ, { { { { { { đĄ ≥ đ, đĽ ∈ Ω1 (đ, đ) , { { đ đĽ , đž ≤ đĄ < đ, đĽ ∈ Ω1 (đ, đ) . (đ) { đż (94) By virtue of (16), (92), (94), and Lemma 1, we acquire that for any đĽ, đŚ ∈ Ω1 (đ, đ) and đĄ ≥ đ óľ¨óľ¨ óľ¨ óľ¨óľ¨đđż đĽ (đĄ) − đđż đŚ (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ ∞ ≤ (đ − 1) đť0 ∑ ∫ +∞ đ=1 đĄ+đđ ∫ +∞ đ +∞ ∫ đ˘ (đ − đ˘)đ−đ−1 (đ˘ − đ)đ−2 |đ (đ˘)| óľ¨ × óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ , đĽ (đ1 (đ )) , . . . , đĽ (đđ (đ ))) óľ¨ −đ (đ , đŚ (đ1 (đ )) , . . . , đŚ (đđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨ đđ đđ˘ đđ 20 Abstract and Applied Analysis ∞ + (đ − 1) đťđ ∑ ∫ +∞ ∫ đ=1 đĄ+đđ +∞ +∞ ∫ đ đ˘ (đ − đ˘)đ−đ−đ−1 (đ˘ − đ)đ−2 |đ (đ˘)| óľ¨ × óľ¨óľ¨óľ¨â (đ , đĽ (â1 (đ )) , . . . , đĽ (âđ (đ ))) óľ¨ −â (đ , đŚ (â1 (đ )) , . . . , đŚ (âđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨ đđ đđ˘ đđ ≤ (đ − 1) ×∫ +∞ đ đť0 óľŠóľŠ óľŠ óľŠđĽ − đŚóľŠóľŠóľŠ đ óľŠ +∞ ∫ đ ∫ +∞ đ˘ óľ¨ óľ¨óľ¨ óľ¨óľ¨đĽđ+1 (đĄ) − đĽ (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ (đ − đ˘)đ−đ−1 (đ˘ − đ)đ−2 đ đ (đ ) đđ đđ˘ đđ |đ (đ˘)| + (đ − 1) đťđ óľŠóľŠ óľŠ óľŠđĽ − đŚóľŠóľŠóľŠ đ óľŠ +∞ +∞ ×∫ đ +∞ ∫ đ ∫ which means that đđż (Ω1 (đ, đ)) ⊆ Ω1 (đ, đ). It follows from (27) and (92) that đđż is a contraction mapping and it has a unique fixed point đĽ ∈ Ω1 (đ, đ). It is clear that đĽ ∈ Ω1 (đ, đ) is a positive solution of (5). On the basis of (27), (90), and (94), we deduce that đ−đ−đ−1 (đ − đ˘) (đ˘ − đ) |đ (đ˘)| đ˘ đ−2 đ đ (đ ) đđ đđ˘ đđ óľ¨óľ¨ óľ¨óľ¨ = óľ¨óľ¨óľ¨óľ¨ (1 − đźđ ) đĽđ (đĄ) óľ¨óľ¨ óľ¨ { + đźđ {đż + (−1)đ−1 (đ − 1) đť0 { ∞ đ − 1 +∞ +∞ +∞ đđ˘đ−2 ≤ ∫ ∫ ∫ đ |đ (đ˘)| đ đ đ˘ ×∑∫ +∞ đ=1 đĄ+đđ × [đť0 đ đ−đ−1 đ (đ ) + đťđ đ đ−đ−đ−1 đ (đ )] đđ đđ˘ đđ +∞ ∫ đ which yields that (27) holds. From (17), (94), (98), and Lemma 1, we obtain that for any đĽ ∈ Ω1 (đ, đ) and đĄ ≥ đ óľ¨óľ¨óľ¨đđż đĽ (đĄ) − đżóľ¨óľ¨óľ¨ óľ¨ óľ¨ ≤ (đ − 1) đť0 ∑ ∫ đ=1 đĄ+đđ ∫ +∞ đ ∫ +∞ đ˘ (đ − đ˘)đ−đ−1 (đ˘ − đ)đ−2 |đ (đ˘)| óľ¨ óľ¨ óľ¨ óľ¨ × [óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨óľ¨ + óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ , đĽ (đ1 (đ )) , . . . , đĽ (đđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨] đđ đđ˘ đđ ∞ + (đ − 1) đťđ ∑ ∫ +∞ đ=1 đĄ+đđ +∞ ∫ đ ∫ +∞ đ˘ (đ − đ˘)đ−đ−đ−1 (đ˘ − đ)đ−2 |đ (đ˘)| óľ¨ óľ¨ × óľ¨óľ¨óľ¨â (đ , đĽ (â1 (đ )) , . . . , đĽ (âđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨ đđ đđ˘ đđ ≤ (đ − 1) + (−1)đ−đ (đ − 1) đťđ ∞ ×∑∫ +∞ đ=1 đĄ+đđ +∞ ∫ đ ∫ +∞ đ˘ (đ − đ˘)đ−đ−đ−1 (đ˘ − đ)đ−2 đ (đ˘) } × â (đ , đĽđ (â1 (đ )) , . . . , đĽđ (âđ (đ ))) đđ đđ˘ đđ} } óľ¨óľ¨ óľ¨óľ¨ −đĽ (đĄ) óľ¨óľ¨óľ¨óľ¨ óľ¨óľ¨ óľ¨ óľ¨ óľ¨ óľ¨óľ¨ óľ¨ ≤ (1 − đźđ ) óľ¨óľ¨đĽđ (đĄ) − đĽ (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ + đźđ óľ¨óľ¨óľ¨đđż đĽđ (đĄ) − đđż đĽ (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ óľ¨ óľ¨ óľ¨ óľ¨ ≤ (1 − đźđ ) óľ¨óľ¨óľ¨đĽđ (đĄ) − đĽ (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ + đźđ đ óľ¨óľ¨óľ¨đĽđ (đĄ) − đĽ (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ đť0 +∞ +∞ +∞ đđ đ−đ−1 đ˘đ−2 ∫ ∫ ∫ đ đ |đ (đ˘)| đ đ˘ óľ¨ óľ¨óľ¨ × [óľ¨óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨óľ¨ + đ (đ )] đđ đđ˘ đđ óľ¨ óľ¨ = (1 − (1 − đ) đźđ ) óľ¨óľ¨óľ¨đĽđ (đĄ) − đĽ (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ óľŠ óľŠ ≤ đ−(1−đ)đźđ óľŠóľŠóľŠđĽđ − đĽóľŠóľŠóľŠ đť +∞ +∞ +∞ đđ đ−đ−đ−1 đ˘đ−2 + (đ − 1) đ ∫ ∫ ∫ đ đ |đ (đ˘)| đ đ˘ đ óľŠ óľŠ ≤ đ−(1−đ) ∑đ=0 đźđ óľŠóľŠóľŠđĽ0 − đĽóľŠóľŠóľŠ , × đ (đ ) đđ đđ˘ đđ = đ˘ (đ − đ˘)đ−đ−1 (đ˘ − đ)đ−2 đ (đ˘) đĽđ (đđ (đ )))] đđ đđ˘ đđ (95) +∞ +∞ × [đ (đ ) − đ (đ , đĽđ (đ1 (đ )) , . . . , óľŠ óľŠ = đ óľŠóľŠóľŠđĽ − đŚóľŠóľŠóľŠ , ∞ ∫ đ − 1 +∞ +∞ +∞ đđ˘đ−2 ∫ ∫ ∫ đ |đ (đ˘)| đ đ đ˘ óľ¨ óľ¨ × [đť0 đ đ−đ−1 (óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨óľ¨ + đ (đ )) +đťđ đ đ−đ−đ−1 đ (đ )] đđ đđ˘ đđ < min {đ − đż, đż − đ} , (96) ∀đ ∈ N0 , đĄ ≥ đ, (97) which signifies that (20) holds. It follows from (20) and (21) and that limđ → ∞ đĽđ = đĽ. Now we show that (b) holds. Let đż 1 , đż 2 ∈ (đ, đ) and đż 1 ≠ đż 2 . As in the proof of (a), we conclude that for each đ ∈ {1, 2}, there exist đđ ∈ (0, 1), đđ > 1 + |đĄ0 | + đ + |đž| and đđż đ : Ω1 (đ, đ) → Ω1 (đ, đ) satisfying (91)–(94), where đż, đ, đ, and đđż are replaced by đż đ , đđ , đđ , and đđż đ , respectively, Abstract and Applied Analysis 21 and đđż đ has a unique fixed point đ§đ ∈ Ω1 (đ, đ), which is a positive solution of (5) in Ω1 (đ, đ), that is, Theorem 10. Let đ = 1. Assume that there exist two constants đ, đ with đ > đ > 0 and four functions đ, đ, đ , đ ∈ đś([đĄ0 , +∞), R+ ) satisfying (16), (17), (89), and đ§đ (đĄ) = đż đ + (−1)đ−1 (đ − 1) đť0 ∞ +∞ ×∑∫ đ=1 đĄ+đđ ∫ +∞ đ ∫ +∞ đ˘ ∫ đĄ0 (đ − đ˘)đ−đ−1 (đ˘ − đ)đ−2 đ (đ˘) + (−1)đ−đ (đ − 1) đťđ +∞ ×∑∫ đ=1 đĄ+đđ ∫ +∞ đ ∫ +∞ đ˘ ∫ +∞ đ˘ |đ˘| óľ¨ óľ¨ [|đ |đ−2 max {đ (đ ) , đ (đ ) , óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨óľ¨} |đ (đ˘)| +|đ |đ−đ−2 max {đ (đ ) , đ (đ )}] đđ đđ˘ × [đ (đ ) − đ (đ , đ§đ (đ1 (đ )) , . . . , đ§đ (đđ (đ )))] đđ đđ˘ đđ ∞ +∞ (101) < +∞. Then (a) for any đż ∈ (đ, đ), there exist đ ∈ (0, 1) and đ > 1 + |đĄ0 | + đ + |đž| such that for each đĽ0 ∈ Ω1 (đ, đ), the Mann iterative sequence {đĽđ }đ∈N0 generated by the following scheme (đ − đ˘)đ−đ−đ−1 (đ˘ − đ)đ−2 đ (đ˘) × â (đ , đ§đ (â1 (đ )) , . . . , đ§đ (âđ (đ ))) đđ đđ˘ đđ, ∀đĄ ≥ đđ , đ ∈ {1, 2} . đĽđ+1 (đĄ) (98) In order to prove (b), it is sufficient to show that đ§1 ≠ đ§2 . Note that (16), (92), (98), and Lemma 1 lead to óľ¨ óľ¨óľ¨ óľ¨óľ¨đ§1 (đĄ) − đ§2 (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ đť óľŠ óľ¨ óľ¨ óľŠ ≥ óľ¨óľ¨óľ¨đż 1 − đż 2 óľ¨óľ¨óľ¨ − (đ − 1) 0 óľŠóľŠóľŠđ§1 − đ§2 óľŠóľŠóľŠ đ +∞ ×∫ đĄ+đ ∫ +∞ đ − (đ − 1) ∫ +∞ đ˘ đđ đ−đ−1 đ˘đ−2 đ (đ ) đđ đđ˘ đđ |đ (đ˘)| đťđ óľŠóľŠ óľŠ óľŠđ§ − đ§2 óľŠóľŠóľŠ đ óľŠ 1 đđ đ−đ−đ−1 đ˘đ−2 đ (đ ) đđ đđ˘ đđ |đ (đ˘)| đĄ+đ đ đ˘ óľŠ óľŠ óľ¨ óľ¨ (đ − 1) óľŠóľŠóľŠđ§1 − đ§2 óľŠóľŠóľŠ ≥ óľ¨óľ¨óľ¨đż 1 − đż 2 óľ¨óľ¨óľ¨ − đ +∞ ×∫ +∞ ×∫ ∫ +∞ ∫ ∫ +∞ +∞ max{đ1 ,đ2 } đ ∫ +∞ đ˘ đđ˘đ−2 |đ (đ˘)| × [đť0 đ đ−đ−1 đ (đ ) + đťđ đ đ−đ−đ−1 đ (đ )] đđ đđ˘ đđ óľ¨ óľ¨ óľŠ óľŠ > óľ¨óľ¨óľ¨đż 1 − đż 2 óľ¨óľ¨óľ¨ − max {đ1 , đ2 } óľŠóľŠóľŠđ§1 − đ§2 óľŠóľŠóľŠ , ∀đĄ ≥ max {đ1 , đ2 } , (99) (1 − đźđ ) đĽđ (đĄ) { { { { { { { { { (−1)đ−1 ∞ +∞ +∞ (đ − đ˘)đ−2 { { +đź đż + ∑∫ ∫ { đ{ { { đ (đ˘) (đ − 2)! đ=1 đĄ+đđ đ˘ { { { { { { { { × [đ (đ )−đ (đ , đĽđ (đ1 (đ )), . . . ,đĽđ (đđ (đ )))]đđ đđ˘ { { { { { { { { (−1)đ−đ ∞ +∞ +∞ (đ − đ˘)đ−đ−2 { { + ∑∫ ∫ { { { đ (đ˘) (đ − đ − 2)! đ=1 đĄ+đđ đ˘ { { { { { { } { { { ×â (đ , đĽđ (â1 (đ )) , . . . , đĽđ (âđ (đ ))) đđ đđ˘} , { { { { { } { { { đĄ ≥ đ, đ ∈ N0 , ={ { {(1 − đźđ ) đĽđ (đ) { { { { { { { { { (−1)đ−1 ∞ +∞ +∞ (đ − đ˘)đ−2 { { +đź đż + ∑∫ ∫ { đ{ { đ (đ˘) { (đ − 2)! đ=1 đ+đđ đ˘ { { { { { { { { × [đ (đ )−đ(đ , đĽđ (đ1 (đ )), . . . , đĽđ (đđ (đ )))]đđ đđ˘ { { { { { { { (−1)đ−đ ∞ +∞ +∞ (đ − đ˘)đ−đ−2 { { + ∑∫ ∫ { { { đ (đ˘) (đ − đ − 2)! đ=1 đ+đđ đ˘ { { { { { { } { { { ×â (đ , đĽđ (â1 (đ )) , . . . , đĽđ (âđ (đ ))) đđ đđ˘} , { { { { { } { đž ≤ đĄ < đ, đ ∈ N0 , { (102) which means that óľ¨óľ¨ óľ¨ óľ¨óľ¨đż 1 − đż 2 óľ¨óľ¨óľ¨ óľŠóľŠ óľŠ > 0, óľŠóľŠđ§1 − đ§2 óľŠóľŠóľŠ ≥ 1 + max {đ1 , đ2 } that is, đ§1 ≠ đ§2 . This completes the proof. (100) converges to a positive solution đĽ ∈ Ω1 (đ, đ) of (5) and has the error estimate (20), where {đźđ }đ∈N0 is an arbitrary sequence in [0, 1] with (21); (b) Equation (5) has uncountably many positive solutions in Ω1 (đ, đ). 22 Abstract and Applied Analysis óľŠ óľŠóľŠ óľŠđĽ − đŚóľŠóľŠóľŠ +∞ +∞ đ˘ ≤óľŠ ∫ ∫ đ |đ (đ˘)| đ đ˘ Proof. Set đż ∈ (đ, đ). Due to (101), there exist đ ∈ (0, 1) and đ > 1 + |đĄ0 | + đ + |đž| satisfying (91), 1 +∞ +∞ đ˘ đ= ∫ ∫ đ đ |đ (đ˘)| đ˘ đ đ−2 đ đ−đ−2 ×[ đ (đ ) + đ (đ )] đđ đđ˘, (đ − 2)! (đ − đ − 2)! (103) (106) 1 +∞ +∞ đ˘ ∫ ∫ đ đ |đ (đ˘)| đ˘ ×[ đ đ−2 đ đ−đ−2 đ (đ ) + đ (đ )] đđ đđ˘ (đ − 2)! (đ − đ − 2)! óľŠ óľŠ = đ óľŠóľŠóľŠđĽ − đŚóľŠóľŠóľŠ , ×[ đ đ−đ−2 đ đ−2 óľ¨óľ¨ óľ¨ (óľ¨óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨óľ¨ + đ (đ )) + đ (đ )] đđ đđ˘ (đ − 2)! (đ − đ − 2)! < min {đ − đż, đż − đ} . (104) which means that (27) holds. It follows from (17), (104), (105), and Lemma 1 that for any đĽ ∈ Ω1 (đ, đ) and đĄ ≥ đ óľ¨ óľ¨óľ¨ óľ¨óľ¨đđż đĽ (đĄ) − đżóľ¨óľ¨óľ¨ ≤ Define a mapping đđż : Ω1 (đ, đ) → CB([đž, +∞), R) by óľ¨ óľ¨ óľ¨ óľ¨ × [óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨óľ¨ + óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ , đĽ (đ1 (đ )) , . . . , đĽ (đđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨] đđ đđ˘ đđż đĽ (đĄ) + (−1)đ−1 ∞ +∞ +∞ (đ − đ˘)đ−2 { đż + ∑∫ ∫ { { { đ (đ˘) (đ − 2)! đ=1 đĄ+đđ đ˘ { { { { { × [đ (đ ) − đ (đ , đĽ (đ1 (đ )) , . . . , đĽ (đđ (đ )))] đđ đđ˘ { { { { { ∞ +∞ +∞ đ−đ { (đ − đ˘)đ−đ−2 = {+ (−1) ∑ ∫ ∫ { đ (đ˘) (đ − đ − 2)! đ=1 đĄ+đđ đ˘ { { { { { {×â (đ , đĽ (â1 (đ )) , . . . , đĽ (âđ (đ ))) đđ đđ˘, { { { { { đĄ ≥ đ, đĽ ∈ Ω1 (đ, đ) , { { đĽ , đž ≤ đĄ < đ, đĽ ∈ Ω1 (đ, đ) . đ (đ) { đż ≤ ≤ +∞ +∞ 1 đ˘đ đ−đ−2 đ (đ ) đđ đđ˘ ∫ ∫ đ (đ − đ − 2)! đĄ+đ đ˘ |đ (đ˘)| 1 +∞ +∞ đ˘ ∫ ∫ đ đ |đ (đ˘)| đ˘ ×[ đ đ−đ−2 đ đ−2 óľ¨óľ¨ óľ¨ (óľ¨óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨óľ¨ + đ (đ )) + đ (đ )] đđ đđ˘ (đ − 2)! (đ − đ − 2)! < min {đ − đż, đż − đ} , óľ¨ óľ¨óľ¨ óľ¨óľ¨đđż đĽ (đĄ) − đđż đŚ (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ (107) +∞ +∞ 1 ∑∫ ∫ (đ − 2)! đ=1 đĄ+đđ đ˘ đ−2 (đ − đ˘) |đ (đ˘)| óľ¨ × óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ , đĽ (đ1 (đ )) , . . . , đĽ (đđ (đ ))) óľ¨ −đ (đ , đŚ (đ1 (đ )) , . . . , đŚ (đđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨ đđ đđ˘ + +∞ +∞ 1 đ˘đ đ−2 óľ¨óľ¨ óľ¨ (óľ¨đ (đ )óľ¨óľ¨óľ¨ + đ (đ )) đđ đđ˘ ∫ ∫ đ (đ − 2)! đĄ+đ đ˘ |đ (đ˘)| óľ¨ + In view of (16), (103), (105), and Lemma 1, we achieve that for any đĽ, đŚ ∈ Ω1 (đ, đ) and đĄ ≥ đ ≤ ∞ +∞ +∞ 1 (đ − đ˘)đ−đ−2 ∑∫ ∫ (đ − đ − 2)! đ=1 đĄ+đđ đ˘ |đ (đ˘)| óľ¨ óľ¨ × óľ¨óľ¨óľ¨â (đ , đĽ (â1 (đ )) , . . . , đĽ (âđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨ đđ đđ˘ (105) ∞ ∞ +∞ +∞ 1 (đ − đ˘)đ−2 ∑∫ ∫ (đ − 2)! đ=1 đĄ+đđ đ˘ |đ (đ˘)| ∞ +∞ +∞ 1 (đ − đ˘)đ−đ−2 ∑∫ ∫ (đ − đ − 2)! đ=1 đĄ+đđ đ˘ |đ (đ˘)| óľ¨ × óľ¨óľ¨óľ¨â (đ , đĽ (â1 (đ )) , . . . , đĽ (âđ (đ ))) óľ¨ −â (đ , đŚ (â1 (đ )) , . . . , đŚ (âđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨ đđ đđ˘ óľŠ óľŠóľŠ óľŠđĽ − đŚóľŠóľŠóľŠ +∞ +∞ đ˘đ đ−2 ≤ óľŠ đ (đ ) đđ đđ˘ ∫ ∫ đ (đ − 2)! đĄ+đ đ˘ |đ (đ˘)| óľŠ óľŠóľŠ +∞ +∞ óľŠđĽ − đŚóľŠóľŠóľŠ đ˘đ đ−đ−2 đ (đ ) đđ đđ˘ + óľŠ ∫ ∫ đ (đ − đ − 2)! đĄ+đ đ˘ |đ (đ˘)| which means that đđż (Ω1 (đ, đ)) ⊆ Ω1 (đ, đ). Coupled with (27), we know that đđż is a contraction mapping and it has a unique fixed point đĽ ∈ Ω1 (đ, đ). It follows that đĽ ∈ Ω1 (đ, đ) is a positive solution of (5). In view of (27), (102), and (105), we deduce that óľ¨ óľ¨óľ¨ óľ¨óľ¨đĽđ+1 (đĄ) − đĽ (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ óľ¨óľ¨ óľ¨óľ¨ = óľ¨óľ¨óľ¨óľ¨ (1 − đźđ ) đĽđ (đĄ) óľ¨óľ¨ óľ¨ { (−1)đ−1 ∞ +∞ +∞ (đ − đ˘)đ−2 +đźđ{đż + ∑∫ ∫ đ (đ˘) (đ − 2)! đ=1 đĄ+đđ đ˘ { × [đ (đ ) − đ (đ , đĽđ (đ1 (đ )) , . . . , đĽđ (đđ (đ )))] đđ đđ˘ Abstract and Applied Analysis + 23 óľ¨ × óľ¨óľ¨óľ¨â (đ , đ§1 (â1 (đ )) , . . . , đ§1 (âđ (đ ))) (−1)đ−đ ∞ +∞ +∞ (đ − đ˘)đ−đ−2 ∑∫ ∫ đ (đ˘) (đ − đ − 2)! đ=1 đĄ+đđ đ˘ óľ¨ −â (đ , đ§2 (â1 (đ )) , . . . , đ§2 (âđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨ đđ đđ˘ óľ¨óľ¨ óľ¨óľ¨ } óľ¨ ×â (đ , đĽđ (â1 (đ )) , . . . , đĽđ (âđ (đ ))) đđ đđ˘} − đĽ (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ óľ¨óľ¨ óľ¨óľ¨ } óľ¨ óľ¨ óľ¨ óľ¨ ≤ (1 − đźđ ) óľ¨óľ¨óľ¨đĽđ (đĄ) − đĽ (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ + đźđ óľ¨óľ¨óľ¨đđż đĽđ (đĄ) − đđż đĽ (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ óľ¨ óľ¨ óľ¨ óľ¨ ≤ (1 − đźđ ) óľ¨óľ¨óľ¨đĽđ (đĄ) − đĽ (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ + đźđ đ óľ¨óľ¨óľ¨đĽđ (đĄ) − đĽ (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ óľ¨ óľ¨ = (1 − (1 − đ) đźđ ) óľ¨óľ¨óľ¨đĽđ (đĄ) − đĽ (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ óľŠ óľŠ ≤ đ−(1−đ)đźđ óľŠóľŠóľŠđĽđ − đĽóľŠóľŠóľŠ đ óľŠ óľŠ ≤ đ−(1−đ) ∑đ=0 đźđ óľŠóľŠóľŠđĽ0 − đĽóľŠóľŠóľŠ , óľŠ óľŠ +∞ +∞ đ−2 đ˘đ óľ¨ óľ¨ óľŠóľŠđ§ − đ§2 óľŠóľŠóľŠ đ (đ ) đđ đđ˘ ≥ óľ¨óľ¨óľ¨đż 1 − đż 2 óľ¨óľ¨óľ¨ − óľŠ 1 ∫ ∫ đ (đ − 2)! đĄ+đ đ˘ |đ (đ˘)| óľŠóľŠ óľŠ +∞ +∞ óľŠđ§ − đ§2 óľŠóľŠóľŠ đ˘đ đ−đ−2 − óľŠ 1 đ (đ ) đđ đđ˘ ∫ ∫ đ (đ − đ − 2)! đĄ+đ đ˘ |đ (đ˘)| óľŠ óľŠ +∞ +∞ đ˘ óľ¨ óľ¨ óľŠóľŠđ§ − đ§2 óľŠóľŠóľŠ ≥ óľ¨óľ¨óľ¨đż 1 − đż 2 óľ¨óľ¨óľ¨ − óľŠ 1 ∫ ∫ đ |đ (đ˘)| max{đ1 ,đ2 } đ˘ đ đ−2 đ đ−đ−2 đ (đ ) + đ (đ )] đđ đđ˘ (đ − 2)! (đ − đ − 2)! óľ¨ óľŠ óľŠ óľ¨ > óľ¨óľ¨óľ¨đż 1 − đż 2 óľ¨óľ¨óľ¨ − max {đ1 , đ2 } óľŠóľŠóľŠđ§1 − đ§2 óľŠóľŠóľŠ , ×[ ∀đ ∈ N0 , đĄ ≥ đ, (108) which signifies that (20) holds. It follows from (20) and (21) that limđ → ∞ đĽđ = đĽ. Now we show that (b) holds. Let đż 1 , đż 2 ∈ (đ, đ) and đż 1 ≠ đż 2 . As in the proof of (a), we conclude that for each đ ∈ {1, 2}, there exist đđ ∈ (0, 1), đđ > 1 + |đĄ0 | + đ + |đž| and đđż đ : Ω1 (đ, đ) → Ω1 (đ, đ) satisfying (91) and (103)– (105), where đż, đ, đ, and đđż are replaced by đż đ , đđ , đđ and đđż đ , respectively, and đđż đ has a unique fixed point đ§đ ∈ Ω1 (đ, đ), which is a positive solution of (5) in Ω1 (đ, đ). It follows that for any đĄ ≥ đđ and đ ∈ {1, 2} đ§đ (đĄ) = đż đ + (−1)đ−1 ∞ +∞ +∞ (đ − đ˘)đ−2 ∑∫ ∫ đ (đ˘) (đ − 2)! đ=1 đĄ+đđ đ˘ which yields that óľ¨óľ¨ óľ¨ óľ¨óľ¨đż 1 − đż 2 óľ¨óľ¨óľ¨ óľŠóľŠ óľŠ > 0, óľŠóľŠđ§1 − đ§2 óľŠóľŠóľŠ ≥ 1 + max {đ1 , đ2 } (−1)đ−đ ∞ +∞ +∞ (đ − đ˘)đ−đ−2 ∑∫ ∫ đ (đ˘) (đ − đ − 2)! đ=1 đĄ+đđ đ˘ × â (đ , đ§đ (â1 (đ )) , . . . , đ§đ (âđ (đ ))) đđ đđ˘. (109) that is, đ§1 ≠ đ§2 . This completes the proof. Remark 11. Theorems 2–10 extend, improve, and unifies Theorems 1–4 in [1], the theorem in [2], Theorems 2.1–2.4 in [4], Theorems 2.1–2.5 in [5, 8], Theorems 1–3 in [9], and Theorems 1–4 in [11], respectively. The examples below prove that Theorems 2–10 extend substantially the corresponding results in [1, 2, 4, 5, 8, 9, 11]. Note that none of the known results can be applied to these examples. Example 12. Consider the higher order nonlinear neutral delay differential equation In order to prove (b), we just need to show that đ§1 ≠ đ§2 . Notice that (16), (103), (109), and Lemma 1 ensure that [(đĄ [ đ+1 óľ¨ óľ¨óľ¨ óľ¨óľ¨đ§1 (đĄ) − đ§2 (đĄ)óľ¨óľ¨óľ¨ ∞ +∞ +∞ 1 (đ − đ˘)đ−2 óľ¨ óľ¨ ≥ óľ¨óľ¨óľ¨đż 1 − đż 2 óľ¨óľ¨óľ¨ − ∑∫ ∫ (đ − 2)! đ=1 đĄ+đđ đ˘ |đ (đ˘)| óľ¨ × óľ¨óľ¨óľ¨đ (đ , đ§2 (đ1 (đ )) , . . . , đ§2 (đđ (đ ))) óľ¨ −đ (đ , đ§1 (đ1 (đ )) , . . . , đ§1 (đđ (đ )))óľ¨óľ¨óľ¨ đđ đđ˘ − ∞ +∞ +∞ 1 (đ − đ˘)đ−đ−2 ∑∫ ∫ (đ − đ − 2)! đ=1 đĄ+đđ đ˘ |đ (đ˘)| (111) 3. Remark and Examples × [đ (đ ) − đ (đ , đ§đ (đ1 (đ )) , . . . , đ§đ (đđ (đ )))] đđ đđ˘ + (110) + 1) (đĽ (đĄ) + sin (2đĄ2 ) − cos (đĄ5 − 1) 7 + 2 sin (8đĄ3 + 2đĄ − 1) (đ) (đ−đ) đĽ (đĄ−đ)) ] ] (đ) +( + đĄ2 đĽ (đĄ − 3) đĽ2 (đĄ − 4) ) đĄđ−đ−đ+3 + đĄ2 + 1 đĄ3 đĽ3 (đĄ2 − đĄ) − đĽ4 (đĄ − 1) đĄđ−đ+4 + đĄ + 2 = đĄ ln (1 + đĄ2 ) − cos2 (đĄ2 − đĄ + 1) đĄ2đ−đ+3 + 1 , ∀đĄ ≥ 2, (112) 24 Abstract and Applied Analysis where đ > 0 and đ ≤ đ − đ − 1. Let đ = 2, đĄ0 = 2, đž = min{2 − đ, −2}, đ = 10, đ = 1, đ0 = 2/5 and where đ > 0 and đ ≤ đ − đ − 1. Let đ = 2, đĄ0 = 1, đž = min{1 − đ, 0}, đ = 6, đ = 1, đ0 = 3/4 and â1 (đĄ) = đĄ − 3, â2 (đĄ) = đĄ − 4, â1 (đĄ) = đĄ ln đĄ, đ1 (đĄ) = đĄ2 − đĄ, đ2 (đĄ) = đĄ − 1, đ1 (đĄ) = đĄ3 + đĄ2 , đ+1 đ (đĄ) = đĄ + 1, đ (đĄ) = sin (2đĄ2 ) − cos (đĄ5 − 1) 7 + 2 sin (8đĄ3 + 2đĄ − 1) đ (đĄ) = đĄđ + 1, , đĄ2 đ˘V2 â (đĄ, đ˘, V) = đ−đ−đ+3 2 , đĄ +đĄ +1 đ (đĄ, đ˘, V) = 3 3 2 đ (đĄ) = đ (đĄ, đ˘, V) = 4 đĄ đ˘ −V , đĄđ−đ+4 + đĄ + 2 2 đ (đĄ) = â (đĄ, đ˘, V) = 2 đĄ ln (1 + đĄ ) − cos (đĄ − đĄ + 1) đĄ2đ−đ+3 + 1 3 đ (3đĄ + 4đ) đĄđ−đ+4 + đĄ + 2 3 , (113) 2 đ (đĄ) = , đ (đĄ) = 3 đ (đĄ + đ) đĄđ−đ+4 + đĄ + 2 đ (đĄ) = , 3đ2 đĄ2 đ (đĄ) = đ−đ−đ+3 2 , đĄ +đĄ +1 đ (đĄ) = đ (đĄ) = + = (2 − đĄ2 ) arctan đĄ + đĄđ˘3 V2 đĄđ+đ+3 + V2 , đĄ2đ+đ+4 , 2 (đĄđ+đ+3 + đ2 ) (2 + đĄ2 ) arctan đĄ + đ5 đĄ đĄđ+đ+3 + đ2 đĄ2 + 2đ (đĄ + 1) , đĄđ+đ−đ+3 đ (đĄ) = , , đđĄ2 + đ2 (đĄ + 1) , đĄđ+đ−đ+3 It is easy to check that the conditions of Theorem 3 are satisfied. Therefore (114) has uncountably many positive solutions in Ω1 (1, 6), and for any đż ∈ (11/2, 6), there exist đ ∈ (0, 1) and đ > 1+|đĄ0 |+đ+|đž| such that the Mann iterative sequence {đĽđ }đ∈N0 generated by (19) and (21) converges to a positive solution đĽ ∈ Ω1 (1, 6) of (114) and has the error estimate (20). Example 14. Consider the higher order nonlinear neutral delay differential equation (đ) (đ−đ) ] [(đĄ + 1) (đĽ (đĄ) − đĄ2 đĽ (đĄ ln đĄ) − (đĄ + 1) đĽ (đĄ ln đĄ) đĽ (√2đĄ) đĄđ+đ−đ+3 (đ) ) +( (114) (2 − đĄ2 ) arctan đĄ + đĄđĽ3 (đĄ3 + đĄ2 ) đĽ2 (đĄ2 ) + đĄđ+đ+3 + đĽ2 (đĄ2 ) √1 − 8đĄ3 + 13đĄ5 + 5đĄ6 cos (đĄ3 − 1) đĄ2đ+đ+4 đĄ2 đ˘ − (đĄ + 1) đ˘V , đĄđ+đ−đ+3 (115) Example 13. Consider the higher order nonlinear neutral delay differential equation +( 3đĄ2 , 4đĄ2 + 3 ∀ (đĄ, đ˘, V) ∈ [đĄ0 , +∞) × [đ, đ]2 . It is easy to verify that the conditions of Theorem 2 are satisfied. Thus Theorem 2 ensures that (112) has uncountably many positive solutions in Ω1 (1, 10), and for any đż ∈ (5, 6), there exist đ ∈ (0, 1) and đ > 1 + |đĄ0 | + đ + |đž| such that the Mann iterative sequence {đĽđ }đ∈N0 generated by (19) and (21) converges to a positive solution đĽ ∈ Ω1 (1, 10) of (112) and has the error estimate (20). 3đĄ2 đĽ (đĄ − đ)) 4đĄ2 + 3 đ (đĄ) = 5đ4 đĄđ+đ+4 + 2đ (2 + đĄ2 ) arctan đĄ + 5đ6 đĄ ∀ (đĄ, đ˘, V) ∈ [đĄ0 , +∞) × [đ, đ]2 . [(đĄđ + 1) (đĽ (đĄ) + đ2 (đĄ) = đĄ2 , √1 − 8đĄ3 + 13đĄ5 + 5đĄ6 cos (đĄ3 − 1) đ (đĄ) = đ3 đĄ2 , đ−đ−đ+3 đĄ + đĄ2 + 1 â2 (đĄ) = √2đĄ, , ∀đĄ ≥ 1, = (đ) arctan đĄ đĽ (đĄ − đ)) ] 2 đĄ2 đĽ (đĄ3 + đĄ) − đĽ2 (đĄ3 − 1) đĄ2đ+đ−đ+3 + đĽ2 (đĄ3 + đĄ) (đ−đ) (đ) ) (116) đĄđĽ (đĄ − 1) sin (đĄđĽ (đĄ − sin đĄ)) đĄ2đ+đ+3 + đĄ3 + 2 đĄ√đĄ + 1sin2 (đĄ2 + 2đĄ + 1) đĄ2đ+đ+3 + 1 , ∀đĄ ≥ 0, Abstract and Applied Analysis 25 where đ > 0 and đ ≤ đ − đ − 1. Let đ = 2, đĄ0 = 0, đž = min{−đ, −1}, đ = 8, đ = 1/2, đ0 = 7/8 and â1 (đĄ) = đĄ3 + đĄ, â2 (đĄ) = đĄ3 − 1, đ1 (đĄ) = đĄ − 1, đ (đĄ, đ˘, V) = đ (đĄ) = â (đĄ, đ˘, V, đ¤) = đĄđ˘ sin (đĄV) , đĄ2đ+đ+3 + đĄ3 + 2 đĄ√đĄ + 1sin2 (đĄ2 + 2đĄ + 1) đĄ2đ+đ+3 + 1 đ (đĄ) = đ (đĄ) = đđĄ , đĄ2đ+đ+3 + đĄ3 + 2 đĄ2đ+đ−đ+5 + đ2 đĄ2 + 2đđĄ2đ+đ−đ+3 + 4đ3 2 (đĄ2đ+đ−đ+3 + đ2 ) đđĄ2 + đ2 đ (đĄ) = 2đ+đ−đ+3 , đĄ + đ2 đ (đĄ) = 2 ∀ (đĄ, đ˘, V) ∈ [đĄ0 , +∞) × [đ, đ] . It is easy to prove that the conditions of Theorem 4 are satisfied. Hence (116) has uncountably many positive solutions in Ω1 (1/2, 8), and for any đż ∈ (1/2, 1), there exist đ ∈ (0, 1) and đ > 1 + |đĄ0 | + đ + |đž| such that the Mann iterative sequence {đĽđ }đ∈N0 generated by (19) and (21) converges to a positive solution đĽ ∈ Ω1 (1/2, 8) of (116) and has the error estimate (20). Example 15. Consider the higher order nonlinear neutral delay differential equation 2 +( (đ) (đ−đ) ] √đĄ + 1đĽ2 (đĄ − 1) đĽ (đĄ2 ) đĄđ+đ+1 + đĄ ln (1 + |đĽ (đĄ − 2)|) + 4 đĄ2 đ˘V , đĄ2đ+3 + đĄ |đ¤| + 3 đđĄ2 (6đ0 + 3đ2 đĄ + 2đ0 đĄ2đ+3 ) đ02 (đĄ2đ+3 + 3) 2 , (119) đ2 đĄ2 , đ02 (đĄ2đ+3 + 3) đ2 √đĄ + 1 đ (đĄ) = đ02 (đĄđ+đ+1 + 4) (117) [(đĄ2đ + 1) (đĽ (đĄ) + 2đĄ +1 đĽ (đĄ − đ)) 2 đ (đĄ) = 2đĄ +1 , đĄ2 cos (2đĄ) + arctan đĄ3 , đĄđ+4 + sin2 (1 − đĄ3 + đĄ4 ) + 1 đ (đĄ) = , đ3 (đĄ) = đĄ − 3, √đĄ + 1đ˘2 V , đĄđ+đ+1 + đĄ ln (1 + |đ¤|) + 4 đ (đĄ, đ˘, V, đ¤) = , â3 (đĄ) = đĄ − 2, đ2 (đĄ) = đĄ2 − 9, đ (đĄ) = đĄ2đ + 1, đĄ2 đ˘ − V2 , 2đ+đ−đ+3 đĄ + đ˘2 đđĄ2 + đĄ , 2đ+đ+3 đĄ + đĄ3 + 2 đ (đĄ) = đ1 (đĄ) = đĄ − 12, 1 đ (đĄ) = − arctan đĄ, 2 â (đĄ, đ˘, V) = â2 (đĄ) = đĄ2 , â1 (đĄ) = đĄ − 1, đ2 (đĄ) = đĄ − sin đĄ, đ (đĄ) = đĄ + 1, đ (đĄ) = where đ > 0 and đ ≤ đ − đ − 1. Let đ = 3, đĄ0 = 0, đž = min{3 − đ, −9}, đ = 12, đ = 5, đ0 = 2 and 2 × [3đĄđ+đ+1 + 12 + đ (đĄ) = đ đ đĄ + 3đĄ ln (1 + )] , đ0 đ0 đ3 √đĄ + 1 , đ03 (đĄđ+đ+1 + 4) ∀ (đĄ, đ˘, V, đ¤) ∈ [đĄ0 , +∞) × [0, đ 3 ]. đ0 It is easy to verify that the conditions of Theorem 5 are satisfied. Hence Theorem 5 ensures that (118) has uncountably many positive solutions in Ω2 (5, 12), and, for any đż ∈ (11, 12), there exist đ ∈ (0, 1) and đ > 1 + |đĄ0 | + đ + |đž| such that the Mann iterative sequence {đĽđ }đ∈N0 generated by (48) and (21) converges to a positive solution đĽ ∈ Ω2 (5, 12) of (118) and has the error estimate (20). Example 16. Consider the higher order nonlinear neutral delay differential equation (đ) ) (118) 2 + = 2 đĄ đĽ (đĄ − 12) đĽ (đĄ − 9) (đ) (đ−đ) [(đĄ3đ + 2đĄđ+1 + 1) (đĽ (đĄ) − (đĄ2 + 2đĄ + 4) đĽ (đĄ − đ)) đĄ2đ+3 + đĄ |đĽ (đĄ − 3)| + 3 đĄ2 cos (2đĄ) + arctan đĄ3 , đĄđ+4 + sin2 (1 − đĄ3 + đĄ4 ) + 1 ∀đĄ ≥ 3, (đ) +( đĄđĽ (đĄ − 3) đĽ2 (đĄ − 4) ) đĄđ+10 + đĽ2 (đĄ − 3) ] 26 Abstract and Applied Analysis + = √đĄ + 1đĽ3 (đĄ ln đĄ) − đĄđĽ4 (đĄ2 − đĄ) (đĄ + 1) đ+3 + đĄđĽ2 Example 17. Consider the higher order nonlinear neutral delay differential equation (đĄ ln đĄ) đĄ ln (1 + đĄ2 ) − √đĄ + 3cos3 (đĄ3 + 1) đĄđ+5 + 4đĄ3 − 1 − đĄsin5 (đĄ2 − 3) , ∀đĄ ≥ 1, (120) [(đĄ2 ln đĄ) (đĽ (đĄ) + đĽ (đĄ − đ))(đ) ] +( where đ > 0, and đ ≤ đ−đ−1. Let đ = 2, đĄ0 = 1, đž = min{1−đ, −3}, đ = 6, đ = 2, đ0 = 3 and + â1 (đĄ) = đĄ − 3, â2 (đĄ) = đĄ − 4, đ1 (đĄ) = đĄ ln đĄ, đ2 (đĄ) = đĄ2 − đĄ, đ (đĄ) = đĄ3đ + 2đĄđ+1 + 1, â (đĄ, đ˘, V) = đ (đĄ, đ˘, V) = đ (đĄ) = = đĄđ˘V2 , đĄđ+10 + đ˘2 đĄ3đ−đ−đ+2 + đĽ2 (đĄ − cos đĄ) √đĄ + 1đ˘3 − đĄV4 (đĄ + 1)đ+3 + đĄđ˘2 đĄ2đ−đ+3 + 1 sin13 (đĄ5 − √đĄ + 1) đĄđ+7/2 + 1 , ∀đĄ ≥ 4, , đĄđ+5 + 4đĄ3 − 1 − đĄsin5 (đĄ2 − 3) â1 (đĄ) = √đĄ − 2, , đ1 (đĄ) = đĄ − 4, â2 (đĄ) = 2đĄ − 1, â (đĄ, đ˘, V, đ¤) = đ2 √ đ3 2 đ đ+3 đĄ đĄ(đĄ + 1) + 6 đĄ ], đĄ + 1 + 4 đ0 đ02 đ03 đ3 (đĄ + 1) đ+8 (√đĄ + 1 + đ đĄ) , đ0 đ2 3đ2 đ (đĄ) = 2 2đ+19 (đĄđ+10 + 2 ) , đ0 đĄ đ0 đ (đĄ) = đ (đĄ) = đ3 , đ03 đĄđ+9 ∀ (đĄ, đ˘, V) ∈ [đĄ0 , +∞) × [0, sin13 (đĄ5 − √đĄ + 1) đĄđ+7/2 +1 đ2 + đ3 , đĄ2đ−đ+3 + 1 đ (đĄ) = đ 2 ]. đ0 đ (đĄ) = 1, đ˘+V , + đ¤2 đĄ3đ−đ−đ+2 đ (đĄ, đ˘, V, đ¤) = đ (đĄ) = â3 (đĄ) = đĄ − cos đĄ, đ3 (đĄ) = đĄ − sin (đĄ9 + 1) , đ2 (đĄ) = √đĄ − 1, đ (đĄ) = đĄ2 ln đĄ, đ03 (122) đĽ2 (đĄ − 4) + đĽ (√đĄ − 1) đĽ2 (đĄ − sin (đĄ9 + 1)) đ2 đ02 (đĄ + 1)2đ+6 đ (đĄ) = ) where đ > 0, đ ≥ 2 and đ ≤ đ − đ − 1. Let đ = 3, đĄ0 = 4, đž = min{4 − đ, 0}, đ = 100, đ = 1 and đĄ ln (1 + đĄ2 ) − √đĄ + 3cos3 (đĄ3 + 1) × [3(đĄ + 1)đ+7/2 + (đ) đĽ (√đĄ − 2) + đĽ (2đĄ − 1) đ (đĄ) = −đĄ2 − 2đĄ − 4, đ (đĄ) = (đ−đ) đ˘2 + Vđ¤2 , đĄ2đ−đ+3 + 1 , đ (đĄ) = đ (đĄ) = 2đĄ3đ−đ−đ+2 + 6đ2 (đĄ3đ−đ−đ+2 + đ2 ) 2đ đĄ3đ−đ−đ+2 2đ + 3đ2 , đĄ2đ−đ+3 + 1 + đ2 2 , , ∀ (đĄ, đ˘, V, đ¤) ∈ [đĄ0 , +∞) × [đ, đ]3 . (123) (121) It is easy to check that the conditions of Theorem 6 are satisfied. Thus Theorem 6 ensures that (120) has uncountably many positive solutions in Ω3 (2, 6), and, for any đż ∈ (2, 4), there exist đ ∈ (0, 1) and đ > 1 + |đĄ0 | + đ + |đž| such that the Mann iterative sequence {đĽđ }đ∈N0 generated by (61) and (21) converges to a positive solution đĽ ∈ Ω3 (2, 6) of (120) and has the error estimate (20). It is easy to check that the conditions of Theorem 7 are satisfied. Thus (122) has uncountably many positive solutions in Ω1 (1, 100), and, for any đż ∈ (1, 100), there exist đ ∈ (0, 1) and đ > 1+|đĄ0 |+đ+|đž| such that the Mann iterative sequence {đĽđ }đ∈N0 generated by (66) and (21) converges to a positive solution đĽ ∈ Ω1 (1, 100) of (122) and has the error estimate (20). Abstract and Applied Analysis 27 Example 18. Consider the higher order nonlinear neutral delay differential equation [ 2 + sin (đĄ + √đĄ) đĄ2 +( [đĄđ+1 ln (4 + sin (đĄ2 − √đĄ)) (đĽ (đĄ) − đĽ (đĄ − đ))(đ) ] (đ−1) (đĽ (đĄ) + đĽ (đĄ − đ))ó¸ ] +( đĽ3 (đĄ − 2) − đĄ2 đĽ4 (√đĄ + 1 − 1) đĄ5đ+3 + đĄ + 1 (đ) ) 4 √đĄ2 đĄđ+3 + ln đĄ sin (đĄ − + 1) , = â2 (đĄ) = √đĄ + 1 − 1, đ1 (đĄ) = đĄ − 3, đ2 (đĄ) = đĄ − (−1)đ , đĄ2 â (đĄ, đ˘, V) = đ (đĄ) = đ (đĄ) = , đ (đĄ) = 1, đ˘3 − đĄ , + V2 + ln đĄ (đĄ3đ+4 + đ2 ) đĄ5đ+3 + đĄ + 1 , ∀đĄ ≥ 4, â1 (đĄ) = đĄ − √đĄ, (125) , 2 đ (đĄ) = where đ > 0, đ ≥ 2 and đ ≤ đ − đ − 1. Let đ = 1, đĄ0 = 4, đž = min{4 − đ, 1}, đ = 7, đ = 5 and đ (đĄ) = đ (5đ3 + 2đĄ + 2đđĄ3đ+4 ) , đĄđ + 2đĄ − cos3 (đĄ2 − 3) đ (đĄ) = đĄ3đ+4 sin (đĄ4 − √đĄ2 + 1) đ2 (3 + 4đđĄ2 ) đĄcos5 (đĄ7 − đĄ4 + 1) đ (đĄ, đ˘) = đ (đĄ) = , đ3 (1 + đđĄ2 ) đĄ5đ+3 + đĄ + 1 đ1 (đĄ) = đĄ − 3, â (đĄ, đ˘) = đĄ đĄđ−đ+4 + đ˘4 sin đĄ3 (−2đĄ + √đĄ3 + 1) đĄđ+đ + |đĄ − đ˘| đĄcos5 (đĄ7 − đĄ4 + 1) đĄđ + 2đĄ − cos3 (đĄ2 − 3) 1 , đĄ2đ+2đ 4đ3 đĄ2đ−2đ+7 , đ (đĄ) = đ (đĄ) = , , (127) , 1 , đĄđ+đ 1 đĄđ−đ+3 , ∀ (đĄ, đ˘) ∈ [đĄ0 , +∞) × [đ, đ]2 . đ3 + đĄ , đ (đĄ) = 3đ+4 đĄ + đ2 đ (đĄ) = đĄđ+đ + |đĄ − đĽ (đĄ − 3)| đ (đĄ) = −1, đ˘3 − đĄ2 V4 , +đĄ+1 đĄđ+3 sin (đĄ3 − 2đĄ + √đĄ3 + 1) đ (đĄ) = đĄđ+1 ln (4 + sin (đĄ2 − √đĄ)) , đĄ5đ+3 đ (đĄ, đ˘, V) = đĄđ−đ+4 + đĽ4 (đĄ − √đĄ) ) (126) â1 (đĄ) = đĄ − 2, 2 + sin (đĄ + √đĄ) (đ−đ) (đ) đĄ ∀đĄ ≥ 3, where đ > 0, đ = 1 and đ ≤ đ − 2. Let đ = 2, đĄ0 = 3, đž = min{3 − đ, 0}, đ = 10, đ = 9 and đ (đĄ) = + (124) đĽ3 (đĄ − 3) − đĄ + 3đ+4 đĄ + đĽ2 (đĄ − (−1)đ ) = Example 19. Consider the higher order nonlinear neutral delay differential equation , ∀ (đĄ, đ˘, V) ∈ [đĄ0 , +∞) × [đ, đ]2 . It is easy to check that the conditions of Theorem 9 are satisfied. Thus Theorem 9 ensures that (126) has uncountably many positive solutions in Ω1 (5, 7), and, for any đż ∈ (5, 7), there exist đ ∈ (0, 1) and đ > 1 + |đĄ0 | + đ + |đž| such that the Mann iterative sequence {đĽđ }đ∈N0 generated by (90) and (21) converges to a positive solution đĽ ∈ Ω1 (5, 7) of (126) and has the error estimate (20). Example 20. Consider the higher order nonlinear neutral delay differential equation It is easy to check that the conditions of Theorem 8 are satisfied. Thus Theorem 8 ensures that (124) has uncountably many positive solutions in Ω1 (9, 10), and, for any đż ∈ (9, 10), there exist đ ∈ (0, 1) and đ > 1 + |đĄ0 | + đ + |đž| such that the Mann iterative sequence {đĽđ }đ∈N0 generated by (78) and (21) converges to a positive solution đĽ ∈ Ω1 (9, 10) of (124) and has the error estimate (20). (đ−1) 1 [ 3 (đĽ (đĄ) − đĽ (đĄ − đ))ó¸ ] đĄ đĄ − sin (đĄ8 − 4đĄ5 − 1) + ( đ+7 óľ¨óľ¨ óľ¨) đĄ + óľ¨óľ¨đĽ (đĄ − 1) − đĽ3 (đĄ − 2)óľ¨óľ¨óľ¨ (đ) 28 Abstract and Applied Analysis + = ln (1 + đĽ2 (đĄ − arctan đĄ)) đĄ2đ+6 + đĽ2 (đĄ − 4) đĄ ln (đĄ + cos (đĄ3 − 1)) đĄđ+8 + 1 , [5] ∀đĄ ≥ 5, (128) where đ > 0, đ = 1 and đ ≤ đ − 2. Let đ = 2, đĄ0 = 5, đž = min{5 − đ, 1}, đ = 4, đ = 2 and â1 (đĄ) = đĄ − 1, â2 (đĄ) = đĄ − 2, 1 đ (đĄ) = 3 , đĄ đ2 (đĄ) = đĄ − 4, â (đĄ, đ˘, V) = ln (1 + đ˘2 ) đ (đĄ, đ˘, V) = đĄ2đ+6 + V2 đ (đĄ) = [7] đ (đĄ) = −1, đĄ − sin (đĄ8 − 4đĄ5 − 1) óľ¨ , óľ¨ đĄđ+7 + óľ¨óľ¨óľ¨đ˘ − V3 óľ¨óľ¨óľ¨ , đ (đĄ) = 2đ (2đ2 + đĄ2đ+6 ) đ (đĄ) = đ1 (đĄ) = đĄ − arctan đĄ, đĄ4đ+12 2 2 + 6đ , đĄ2đ+13 , [6] [8] đĄ ln (đĄ + cos (đĄ3 − 1)) đĄđ+8 + 1 đ (đĄ) = đ (đĄ) = , đ2 , đĄ2đ+6 [9] [10] 2 , đĄđ+6 [11] 2 ∀ (đĄ, đ˘, V) ∈ [đĄ0 , +∞) × [đ, đ] . (129) It is easy to check that the conditions of Theorem 10 are satisfied. Thus Theorem 10 ensures that (128) has uncountably many positive solutions in Ω1 (2, 4), and, for any đż ∈ (2, 4), there exist đ ∈ (0, 1) and đ > 1 + |đĄ0 | + đ + |đž| such that the Mann iterative sequence {đĽđ }đ∈N0 generated by (102) and (21) converges to a positive solution đĽ ∈ Ω1 (2, 4) of (128) and has the error estimate (20). Acknowledgments The authors would like to thank the referees for useful comments and suggestions. This paper was supported by the Science Research Foundation of Educational Department of Liaoning province (L2012380). References [1] T. Candan, “The existence of nonoscillatory solutions of higher order nonlinear neutral equations,” Applied Mathematics Letters, vol. 25, no. 3, pp. 412–416, 2012. [2] M. R. S. KulenovicĚ and S. HadzĚiomerspahicĚ, “Existence of nonoscillatory solution of second order linear neutral delay equation,” Journal of Mathematical Analysis and Applications, vol. 228, no. 2, pp. 436–448, 1998. [3] Z. Liu, L. Chen, S. M. Kang, and S. Y. Cho, “Existence of nonoscillatory solutions for a third-order nonlinear neutral delay differential equation,” Abstract and Applied Analysis, vol. 2011, Article ID 693890, 23 pages, 2011. [4] Z. Liu, H. Gao, S. M. Kang, and S. H. Shim, “Existence and Mann iterative approximations of nonoscillatory solutions of [12] đth-order neutral delay differential equations,” Journal of Mathematical Analysis and Applications, vol. 329, no. 1, pp. 515–529, 2007. Z. Liu and S. M. Kang, “Infinitely many nonoscillatory solutions for second order nonlinear neutral delay differential equations,” Nonlinear Analysis: Theory, Methods & Applications, vol. 70, no. 12, pp. 4274–4293, 2009. Z. Liu, S. M. Kang, and J. S. Ume, “Existence and iterative approximations of nonoscillatory solutions of higher order nonlinear neutral delay differential equations,” Applied Mathematics and Computation, vol. 193, no. 1, pp. 73–88, 2007. Z. Liu, S. M. Kang, and J. S. Ume, “Existence of bounded nonoscillatory solutions of first-order nonlinear neutral delay differential equations,” Computers & Mathematics with Applications, vol. 59, no. 11, pp. 3535–3547, 2010. Z. Liu, L. Wang, S. M. Kang, and J. S. Ume, “Solvability and iterative algorithms for a higher order nonlinear neutral delay differential equation,” Applied Mathematics and Computation, vol. 215, no. 7, pp. 2534–2543, 2009. W. Zhang, W. Feng, J. Yan, and J. Song, “Existence of nonoscillatory solutions of first-order linear neutral delay differential equations,” Computers & Mathematics with Applications, vol. 49, no. 7-8, pp. 1021–1027, 2005. Y. Zhou, “Existence for nonoscillatory solutions of secondorder nonlinear differential equations,” Journal of Mathematical Analysis and Applications, vol. 331, no. 1, pp. 91–96, 2007. Y. Zhou and B. G. Zhang, “Existence of nonoscillatory solutions of higher-order neutral differential equations with positive and negative coefficients,” Applied Mathematics Letters, vol. 15, no. 7, pp. 867–874, 2002. Y. Zhou, B. G. Zhang, and Y. Q. Huang, “Existence for nonoscillatory solutions of higher order nonlinear neutral differential equations,” Czechoslovak Mathematical Journal, vol. 55, no. 1, pp. 237–253, 2005. Advances in Operations Research Hindawi Publishing Corporation http://www.hindawi.com Volume 2014 Advances in Decision Sciences Hindawi Publishing Corporation http://www.hindawi.com Volume 2014 Mathematical Problems in Engineering Hindawi Publishing Corporation http://www.hindawi.com Volume 2014 Journal of Algebra Hindawi Publishing Corporation http://www.hindawi.com Probability and Statistics Volume 2014 The Scientific World Journal Hindawi Publishing Corporation http://www.hindawi.com Hindawi Publishing Corporation http://www.hindawi.com Volume 2014 International Journal of Differential Equations Hindawi Publishing Corporation http://www.hindawi.com Volume 2014 Volume 2014 Submit your manuscripts at http://www.hindawi.com International Journal of Advances in Combinatorics Hindawi Publishing Corporation http://www.hindawi.com Mathematical Physics Hindawi Publishing Corporation http://www.hindawi.com Volume 2014 Journal of Complex Analysis Hindawi Publishing Corporation http://www.hindawi.com Volume 2014 International Journal of Mathematics and Mathematical Sciences Journal of Hindawi Publishing Corporation http://www.hindawi.com Stochastic Analysis Abstract and Applied Analysis Hindawi Publishing Corporation http://www.hindawi.com Hindawi Publishing Corporation http://www.hindawi.com International Journal of Mathematics Volume 2014 Volume 2014 Discrete Dynamics in Nature and Society Volume 2014 Volume 2014 Journal of Journal of Discrete Mathematics Journal of Volume 2014 Hindawi Publishing Corporation http://www.hindawi.com Applied Mathematics Journal of Function Spaces Hindawi Publishing Corporation http://www.hindawi.com Volume 2014 Hindawi Publishing Corporation http://www.hindawi.com Volume 2014 Hindawi Publishing Corporation http://www.hindawi.com Volume 2014 Optimization Hindawi Publishing Corporation http://www.hindawi.com Volume 2014 Hindawi Publishing Corporation http://www.hindawi.com Volume 2014