<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.1 20151215//EN" "http://jats.nlm.nih.gov/publishing/1.1/JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xml:lang="en" article-type="research-article" dtd-version="1.1">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="pmc">CMES</journal-id>
<journal-id journal-id-type="nlm-ta">CMES</journal-id>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">CMES</journal-id>
<journal-title-group>
<journal-title>Computer Modeling in Engineering &#x0026; Sciences</journal-title>
</journal-title-group>
<issn pub-type="epub">1526-1506</issn>
<issn pub-type="ppub">1526-1492</issn>
<publisher>
<publisher-name>Tech Science Press</publisher-name>
<publisher-loc>USA</publisher-loc>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="publisher-id">25828</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.32604/cmes.2023.025828</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Article</subject>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Distributionally Robust Newsvendor Model for Fresh Products under Cap-and-Offset Regulation</article-title>
<alt-title alt-title-type="left-running-head">Distributionally Robust Newsvendor Model for Fresh Products under Cap-and-Offset Regulation</alt-title>
<alt-title alt-title-type="right-running-head">Distributionally Robust Newsvendor Model for Fresh Products under Cap-and-Offset Regulation</alt-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib id="author-1" contrib-type="author">
<name name-style="western"><surname>Zhao</surname><given-names>Xuan</given-names></name><xref ref-type="aff" rid="aff-1">1</xref>
<xref ref-type="aff" rid="aff-2">2</xref></contrib>
<contrib id="author-2" contrib-type="author" corresp="yes">
<name name-style="western"><surname>Xu</surname><given-names>Jianteng</given-names></name><xref ref-type="aff" rid="aff-2">2</xref><email>jiantengxu@163.com</email></contrib>
<contrib id="author-3" contrib-type="author">
<name name-style="western"><surname>Lu</surname><given-names>Hongling</given-names></name><xref ref-type="aff" rid="aff-2">2</xref></contrib>
<aff id="aff-1"><label>1</label><institution>College of Business, Yantai Nanshan University</institution>, <addr-line>Yantai, 265713</addr-line>, <country>China</country></aff>
<aff id="aff-2"><label>2</label><institution>School of Management, Qufu Normal University</institution>, <addr-line>Rizhao, 276826</addr-line>, <country>China</country></aff>
</contrib-group>
<author-notes>
<corresp id="cor1"><label>&#x002A;</label>Corresponding Author: Jianteng Xu. Email: <email>jiantengxu@163.com</email></corresp>
</author-notes>
<pub-date date-type="collection" publication-format="electronic">
<year>2023</year></pub-date>
<pub-date date-type="pub" publication-format="electronic"><day>4</day>
<month>2</month>
<year>2023</year></pub-date>
<volume>136</volume>
<issue>2</issue>
<fpage>1813</fpage>
<lpage>1833</lpage>
<history>
<date date-type="received"><day>01</day><month>8</month><year>2022</year></date>
<date date-type="accepted"><day>22</day><month>9</month><year>2022</year></date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>&#x00A9; 2023 Zhao et al.</copyright-statement>
<copyright-year>2023</copyright-year>
<copyright-holder>Zhao et al.</copyright-holder>
<license xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
<license-p>This work is licensed under a <ext-link ext-link-type="uri" xlink:type="simple" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">Creative Commons Attribution 4.0 International License</ext-link>, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.</license-p>
</license>
</permissions>
<self-uri content-type="pdf" xlink:href="TSP_CMES_25828.pdf"></self-uri>
<abstract>
<p>The cap-and-offset regulation is a practical scheme to lessen carbon emissions. The retailer selling fresh products can adopt sustainable technologies to lessen greenhouse gas emissions. We aim to analyze the optimal joint strategies on order quantity and sustainable technology investment when the retailer faces stochastic market demand and can only acquire the mean and variance of distribution information. We construct a distributionally robust optimization model and use the Karush-Kuhn-Tucker (KKT) conditions to solve the analytic formula of optimal solutions. By comparing the models with and without investing in sustainable technologies, we examine the effect of sustainable technologies on the operational management decisions of the retailer. Finally, some computational examples are applied to analyze the impact of critical factors on operational strategies, and some managerial insights are given based on the analysis results.</p>
</abstract>
<kwd-group kwd-group-type="author">
<kwd>Distributionally robust optimization</kwd>
<kwd>KKT conditions</kwd>
<kwd>cap-and-offset regulation</kwd>
<kwd>fresh products</kwd>
</kwd-group>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="s1"><label>1</label><title>Introduction</title>
<p>With the intensification of climate warming and enhancement of sustainable awareness, carbon emissions reduction has become one of the critical issues in the world. Carbon dioxide is a major contributor to global warming. Many countries and regions have set short-term and long-term targets to lessen emissions. In September 2020, the Chinese government promised to lower carbon emissions, and successively released a series of supporting measures to achieve carbon peaking and carbon neutrality goals. Great efforts, such as implementing carbon regulations, have been made to achieve the goal of sustainable development [<xref ref-type="bibr" rid="ref-1">1</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-2">2</xref>]. The carbon tax, carbon trading and cap-and-offset regulations are most frequently adopted and researched [<xref ref-type="bibr" rid="ref-3">3</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="ref-5">5</xref>]. In this paper, we assume that a fresh product retailer operates under the cap-and-offset regulation. Under cap-and-offset regulation, a certain threshold on carbon emissions is allocated to the retailer. The retailer can emit more than the threshold but will be penalized for the emissions exceeding the threshold.</p>
<p>In this context, the operational objective of the retailer has been changed to pursue economic benefits and protect environment simultaneously. Many enterprises take active measures to protect the environment. For example, WalMart, the largest department store in the United States, actively adopted new technologies to save energy and has built a low-carbon distribution center and a low-carbon supermarket. The development of cold chain market urges retailers to concentrate on the operational management of fresh products. The fresh products have perishable physical properties and are preserved in special temperature-controlled equipment that generates higher carbon emissions. Lekkerland, a famous retailer in Germany, implemented a &#x201C;multi-temperature logistics&#x201D; distribution strategy to sell perishable products. However, using such special multi-temperature equipment leads Lekkerland to produce much greenhouse gases compared with standard warehousing and logistics systems [<xref ref-type="bibr" rid="ref-6">6</xref>]. In this scenario, new challenges have been brought and raised our research interest in studying the influences of cap-and-offset regulation on retailer management strategies.</p>
<p>Affected by market fluctuations and uncertainties, it is more difficult for fresh product retailers to forecast the full distribution information of demand [<xref ref-type="bibr" rid="ref-7">7</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="ref-9">9</xref>]. Partial distribution information of the demand is easier to specified accurately. In this scenario, when carbon emission reduction is considered in the operational management of fresh product retailers, the following issues arise. (i) How do fresh product retailers make robust strategies to pursue maximum economic benefits under cap-and-offset policy? (ii) How does the implementation of cap-and-offset affect the economic benefits and environmental performance of fresh product retailers? (iii) With incomplete distribution information of consumer demand, how can retailers achieve a win-win situation between the economy and the environment?</p>
<p>To address the major issues mentioned above, we consider the operational strategy of a fresh product retailer under cap-and-offset regulation. The retailer has to decide whether to invest in sustainable technology to lessen greenhouse gas emissions and find the optimal order quantity only according to the mean and variance of the stochastic demand. In order to give valuable suggestions to the retailer, we construct a distributionally robust optimization model and work out the analytic formula of joint order quantity and low-carbon technology investment. We further explore the situation without technology investment and compare two distributionally robust optimization models. Finally, some computational studies are conducted to validate the impact of principal factors on the robustness of operational decisions.</p>
<p>Our work has the following research contributions. First, we consider limited distribution information of stochastic demand and low-carbon technology investment in operational decisions of the fresh product retailer. We use a distributionally robust newsvendor method to work out the analytic formula of joint order quantity and sustainable technology investment. Second, we theoretically and numerically provide some conditions where investing in sustainable technology leads the fresh product retailer to gain higher expected profit and emit lower greenhouse gases under cap-and-offset regulation. Finally, we numerically investigate how carbon parameters affect the robustness of the optimal joint strategies on order quantity and sustainable technology investment.</p>
<p>The reminders of this paper are arranged as follows. <xref ref-type="sec" rid="s2">Section 2</xref> reviews the relevant literature and shows the research gap. <xref ref-type="sec" rid="s3">Section 3</xref> interprets the considered problem and relevant notations, and constructs two distributionally robust models. <xref ref-type="sec" rid="s4">Section 4</xref> contains some numerical studies to illustrate and complement the theoretical outcomes. Conclusions and implications are revealed in the last section.</p>
</sec>
<sec id="s2"><label>2</label><title>Literature Review</title>
<p>Two research branches are connected with the considered topic. Operational decisions of the fresh product retailer and robust decisions of the retailer under carbon regulations.</p>
<p>The first branch of research concentrates on operational decisions of the fresh product retailer. This topic has received extensive attentions. In this context, Cai&#x00A0;et&#x00A0;al.&#x00A0;[<xref ref-type="bibr" rid="ref-10">10</xref>] characterized a continuous variable to affect the fresh quality and survival quantity of fresh products. The fresh quality impacts the price-dependent stochastic demand with a complete probability distribution function. This system is coordinated with price discount scheme and compensation scheme. On this foundation, Cai&#x00A0;et&#x00A0;al.&#x00A0;[<xref ref-type="bibr" rid="ref-11">11</xref>] developed the impact of transportation time on the perishability of quantity and quality of fresh products by simplifying the influence of random factors. In addition, a new mechanism is proposed to promote the cooperation between producer and distributor. Wu&#x00A0;et&#x00A0;al.&#x00A0;[<xref ref-type="bibr" rid="ref-12">12</xref>] investigated how the channel power structure affects the decision-making behavior of managers in the game. The authors deem that logistics service level and pricing standard affect the sales demand of fresh products. Ma&#x00A0;et&#x00A0;al.&#x00A0;[<xref ref-type="bibr" rid="ref-13">13</xref>] argued that asymmetric demand messages can cause the loss of profit in decentralized system. Combined with the particularity of agricultural products, the authors propose a new mechanism to promote cooperation and make up for system losses. Wu&#x00A0;et&#x00A0;al.&#x00A0;[<xref ref-type="bibr" rid="ref-14">14</xref>] explored the impact of adopting blockchain technology on optimal strategies for e-sales of fresh products. The authors design an incentive mechanism to realize the overall optimization of the supply chain. Other literature on fresh products includes Chen&#x00A0;et&#x00A0;al.&#x00A0;[<xref ref-type="bibr" rid="ref-15">15</xref>], Xu&#x00A0;et&#x00A0;al.&#x00A0;[<xref ref-type="bibr" rid="ref-16">16</xref>], Duan&#x00A0;et&#x00A0;al.&#x00A0;[<xref ref-type="bibr" rid="ref-17">17</xref>].</p>
<p>The articles mentioned above do not consider the impact of carbon emission reduction on developing models for different types of supply chains with fresh products. However, how to lessen carbon emissions has become a major issue in optimizing the fresh product supply chain. It is due to the fact that employing special packaging, cryogenic devices and other equipment may release more greenhouse gases. Bai&#x00A0;et&#x00A0;al.&#x00A0;[<xref ref-type="bibr" rid="ref-18">18</xref>] integrated emission trading policy in a manufacturer-retailer supply chain for perishable items. The authors construct some optimization system models and coordinated mechanisms. Wang&#x00A0;et&#x00A0;al.&#x00A0;[<xref ref-type="bibr" rid="ref-19">19</xref>] put forward pricing strategies of fresh foods and proclaim the relationship between carbon trading and cold logistics services. Wang&#x00A0;et&#x00A0;al.&#x00A0;[<xref ref-type="bibr" rid="ref-20">20</xref>] proposed three replenishment scenarios to solve the optimal scheme between a supplier and several retailers under cap-and-trade policy. Ma&#x00A0;et&#x00A0;al.&#x00A0;[<xref ref-type="bibr" rid="ref-21">21</xref>] considered the impact of freshness-keeping efforts on a three-tier cold chain under cap-and-trade policy. The authors propose a coordinated scheme to improve the profit of the whole system. Although these scholars introduce cap-and-trade regulation into the fresh product system, they assume that market demand is deterministic or stochastic with full distribution information. Many scholars assume that full information of the demand distribution is known and use a newsvendor mechanism to work out the optimal tactics under different types of carbon regulations [<xref ref-type="bibr" rid="ref-22">22</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="ref-25">25</xref>]. Unlike them, in this paper, we integrate cap-and-offset regulation and limited distribution information of the demand into the decision-making background of a fresh product retailer. We utilize a distributionally robust optimization mechanism to work out the optimal joint strategies on the order quantity and sustainable technology investment.</p>
<p>The second branch of research concentrates on frims&#x2019; robust decisions under carbon regulations. This topic is popular in the operational management field. Due to the difficulties of acquiring full information of demand distribution, distributionally robust optimization approach is proposed to work out the optimal tactics with limited distribution information [<xref ref-type="bibr" rid="ref-26">26</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="ref-29">29</xref>]. Recently, Liu&#x00A0;et&#x00A0;al.&#x00A0;[<xref ref-type="bibr" rid="ref-30">30</xref>] extend the newsvendor problem to an independent remanufacturing structure under three different kinds of carbon regulations. The authors assume that only the mean and variance of stochastic demand are specified. And they work out the optimal robust remanufacturing quantity. Bai&#x00A0;et&#x00A0;al.&#x00A0;[<xref ref-type="bibr" rid="ref-31">31</xref>] exploited a distributionally robust newsvendor model to work out the optimal order tactic on dual sources when the firm is regulated by carbon tax and carbon trading schemes. Xu&#x00A0;et&#x00A0;al.&#x00A0;[<xref ref-type="bibr" rid="ref-32">32</xref>] studied and compare the impacts of carbon cap and carbon trading schemes on the firms&#x2019; robust order tactics with limited distribution information of the demand. Bai&#x00A0;et&#x00A0;al.&#x00A0;[<xref ref-type="bibr" rid="ref-33">33</xref>] considered a remanufacturing structure under carbon trading scheme and develop a distributionally robust newsvendor model to find out the optimal decisions on collection and production quantities. Bai&#x00A0;et&#x00A0;al.&#x00A0;[<xref ref-type="bibr" rid="ref-34">34</xref>] combined robust optimization method and Hurwicz-decision theory to solve the optimal decision of the sustainable manufacturer. The authors comparatively analyze the impact of carbon tax and mandatory carbon quota on decision-making. Although these scholars relax the information of demand distribution, they do not take the carbon policies into account in the operational decisions for fresh products. However, in this paper, we exploit a distributionally robust optimization model under cap-and-offset regulation for the fresh product retailer. We emphasize the impacts of both cap-and-offset regulation and limited distribution information on the optimal joint order quantity and low-carbon technology investment.</p>
</sec>
<sec id="s3"><label>3</label><title>The Model</title>
<sec id="s3_1"><label>3.1</label><title>Problem Description and Hypothesis</title>
<p>The retailer purchases <italic>q</italic> units of a kind of fresh products at a unit order cost <inline-formula id="ieqn-1"><mml:math id="mml-ieqn-1"><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, and sells them at the unit price <italic>p</italic> to fulfill the random consumption demand. Referencing to Bai&#x00A0;et&#x00A0;al.&#x00A0;[<xref ref-type="bibr" rid="ref-18">18</xref>], the transportation time can be standardized to 1 and the unit transportation cost is <inline-formula id="ieqn-2"><mml:math id="mml-ieqn-2"><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. Due to the perishable property of fresh products, referring to Cai&#x00A0;et&#x00A0;al.&#x00A0;[<xref ref-type="bibr" rid="ref-10">10</xref>], we characterize surviving index <inline-formula id="ieqn-3"><mml:math id="mml-ieqn-3"><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi></mml:math></inline-formula> and freshness index <inline-formula id="ieqn-4"><mml:math id="mml-ieqn-4"><mml:mi>&#x03D1;</mml:mi></mml:math></inline-formula>, where <inline-formula id="ieqn-5"><mml:math id="mml-ieqn-5"><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi></mml:math></inline-formula> is defined over <inline-formula id="ieqn-6"><mml:math id="mml-ieqn-6"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-7"><mml:math id="mml-ieqn-7"><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> indicates that all products survive during transportation. The survival quantity reaching the market that is available for sale becomes <inline-formula id="ieqn-8"><mml:math id="mml-ieqn-8"><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi></mml:math></inline-formula> with <inline-formula id="ieqn-9"><mml:math id="mml-ieqn-9"><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. <inline-formula id="ieqn-10"><mml:math id="mml-ieqn-10"><mml:mi>&#x03D1;</mml:mi></mml:math></inline-formula> is defined over <inline-formula id="ieqn-11"><mml:math id="mml-ieqn-11"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula id="ieqn-12"><mml:math id="mml-ieqn-12"><mml:mi>&#x03D1;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> represents the products are completely fresh before the sales period. In addition, <inline-formula id="ieqn-13"><mml:math id="mml-ieqn-13"><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi></mml:math></inline-formula> represents the other influence factors of demand that is random variable. Consequently, the demand function can be expressed as
<disp-formula id="eqn-1"><label>(1)</label><mml:math id="mml-eqn-1" display="block"><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03D1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x03D1;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi></mml:math></disp-formula></p>
<p>In <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-1">Eq. (1)</xref>, <inline-formula id="ieqn-14"><mml:math id="mml-ieqn-14"><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the potential sales scale, <inline-formula id="ieqn-15"><mml:math id="mml-ieqn-15"><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the price elasticity of demand, and <inline-formula id="ieqn-16"><mml:math id="mml-ieqn-16"><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi></mml:math></inline-formula> represents the random demand fluctuation.</p>
<p>If actual demand <italic>D</italic> during selling period does not exceed <inline-formula id="ieqn-17"><mml:math id="mml-ieqn-17"><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi></mml:math></inline-formula>, then the revenue is <italic>pD</italic>. Due to the perishability of fresh products over time, its salvage value is not considered temporarily. Alternatively, if demand <italic>D</italic> exceeds <inline-formula id="ieqn-18"><mml:math id="mml-ieqn-18"><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi></mml:math></inline-formula>, then the revenue is <inline-formula id="ieqn-19"><mml:math id="mml-ieqn-19"><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi></mml:math></inline-formula>, and the <inline-formula id="ieqn-20"><mml:math id="mml-ieqn-20"><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03D1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi></mml:math></inline-formula> shortages is assessed by the per-unit penalty cost <italic>s</italic>. The expected profit is expressed as
<disp-formula id="eqn-2"><label>(2)</label><mml:math id="mml-eqn-2" display="block"><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03D1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03D1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>In <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-2">Eq. (2)</xref>, the first item indicates expected income, the second item indicates the order and transportation cost, and the third item indicates the expected shortage cost.</p>
<p>The transportation is the main link to emit greenhouse gases. The retailer can reduce carbon emissions by investing in sustainable technologies, equipments or machineries. The marginal reduction amount of carbon emissions deceases as the increment of the investment cost that identifies with the principle of &#x201C;Increasing Marginal Cost&#x201D; in economics. Referring to Huang&#x00A0;et&#x00A0;al.&#x00A0;[<xref ref-type="bibr" rid="ref-35">35</xref>] and Toptal&#x00A0;et&#x00A0;al.&#x00A0;[<xref ref-type="bibr" rid="ref-36">36</xref>], if the retailer invests in technologies, then the carbon emissions can be cut down by amount of <inline-formula id="ieqn-21"><mml:math id="mml-ieqn-21"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:msup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> as the return on investment of <italic>R</italic> currency per year <inline-formula id="ieqn-22"><mml:math id="mml-ieqn-22"><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. Here, <italic>a</italic> reflects the efficacy of sustainable technology in decreasing emissions, and <italic>b</italic> is the decreasing return coefficient. Let <italic>e</italic> be the carbon emissions per unit product before investment. The carbon emissions are <italic>eq</italic> if the retailer does not invest in technologies. Consequently, the total carbon emissions are expressed as
<disp-formula id="eqn-3"><label>(3)</label><mml:math id="mml-eqn-3" display="block"><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:msup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></disp-formula></p>
<p>Considering the fact that the carbon emissions cannot be completely lessened to 0 even if investing in sustainable technologies, we assume that carbon emissions satisfies <inline-formula id="ieqn-23"><mml:math id="mml-ieqn-23"><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-3">Eq. (3)</xref>. The relevant notations involved in the paper are summarized in <xref ref-type="table" rid="table-1">Table 1</xref>.</p>
<table-wrap id="table-1"><label>Table 1</label><caption><title>Summary of relevant notations</title></caption>
<table frame="hsides">
<colgroup>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
</colgroup>
<thead>
<tr>
<th align="left">Decision variables</th>
<th align="left">Explanation</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td align="left"><italic>q</italic></td>
<td align="left">Order quantity</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><italic>R</italic></td>
<td align="left">The investment cost of sustainable technology</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Other parameters</td>
<td align="left">Explanation</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-24"><mml:math id="mml-ieqn-24"><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">Unit order cost</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-25"><mml:math id="mml-ieqn-25"><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">Unit transportation cost</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><italic>s</italic></td>
<td align="left">The shortage cost per unit product</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><italic>p</italic></td>
<td align="left">Unit sales price</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-26"><mml:math id="mml-ieqn-26"><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">Surviving index of fresh products</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-27"><mml:math id="mml-ieqn-27"><mml:mi>&#x03D1;</mml:mi></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">Freshness index of fresh products</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-28"><mml:math id="mml-ieqn-28"><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">Random factor of the market demand. Assuming that the retailer can only acquire the mean <inline-formula id="ieqn-29"><mml:math id="mml-ieqn-29"><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:math></inline-formula> and variance <inline-formula id="ieqn-30"><mml:math id="mml-ieqn-30"><mml:msup><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-31"><mml:math id="mml-ieqn-31"><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03D1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">The stochastic market demand</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-32"><mml:math id="mml-ieqn-32"><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">The potential sales scale</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-33"><mml:math id="mml-ieqn-33"><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">The price elasticity of demand</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><italic>e</italic></td>
<td align="left">Carbon emission per unit product before investment</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><italic>Y (q,R)</italic></td>
<td align="left">Total carbon emissions</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-34"><mml:math id="mml-ieqn-34"><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">Expected profit function without carbon regulations</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
</sec>
<sec id="s3_2"><label>3.2</label><title>Robust Optimization Strategies under Cap-and-Offset Policy</title>
<p>This subsection utilizes the distributionally robust optimization approach to analyze the optimal joint strategies on order quantity and sustainable technology investment. The fresh product retailer faces the fact that the probability distribution of demand is difficult to acquire and operation management is constrained by cap-and-offset regulation.</p>
<p>Referring to Chen&#x00A0;et&#x00A0;al.&#x00A0;[<xref ref-type="bibr" rid="ref-5">5</xref>], under the cap-and-offset regulation, the government allocates the fixed number of carbon emission permits to the retailer, that is denoted by carbon cap <italic>K</italic>. When the total carbon emissions <italic>Y (q<roman>,</roman>R)</italic> exceed the carbon cap, the retailer needs to pay <inline-formula id="ieqn-35"><mml:math id="mml-ieqn-35"><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:math></inline-formula> for excess emissions where <inline-formula id="ieqn-36"><mml:math id="mml-ieqn-36"><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is carbon tax charged on unit redundant carbon emissions. Otherwise, the retailer does not need to pay carbon tax.</p>
<p>Based on historical data information, the retailer can only acquire the mean <inline-formula id="ieqn-37"><mml:math id="mml-ieqn-37"><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:math></inline-formula> and variance <inline-formula id="ieqn-38"><mml:math id="mml-ieqn-38"><mml:msup><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> of the random factor but cannot obtain the complete distribution function <italic>G</italic>. Let <inline-formula id="ieqn-39"><mml:math id="mml-ieqn-39"><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi></mml:math></inline-formula> represent the set of distribution functions whose mean and variance is <inline-formula id="ieqn-40"><mml:math id="mml-ieqn-40"><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-41"><mml:math id="mml-ieqn-41"><mml:msup><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, respectively. That is, <inline-formula id="ieqn-42"><mml:math id="mml-ieqn-42"><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi></mml:math></inline-formula>. Using <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-2">Eqs. (2)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-3">(3)</xref>, we establish the distributionally robust optimization model for the fresh product retailer under cap-and-offset regulation as follows:
<disp-formula id="eqn-4"><label>(4)</label><mml:math id="mml-eqn-4" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:munder><mml:mo form="prefix">max</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:munder><mml:mo form="prefix">min</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Here, <inline-formula id="ieqn-43"><mml:math id="mml-ieqn-43"><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="false" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math></inline-formula>. According to characteristic of <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-4">Eq. (4)</xref>, we first solve the following two sub-models <inline-formula id="ieqn-44"><mml:math id="mml-ieqn-44"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-45"><mml:math id="mml-ieqn-45"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> before solving model <inline-formula id="ieqn-46"><mml:math id="mml-ieqn-46"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>.
<disp-formula id="eqn-5"><label>(5)</label><mml:math id="mml-eqn-5" display="block"><mml:mtable columnalign="left left left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd /><mml:mtd><mml:munder><mml:mo form="prefix">max</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:munder><mml:mo form="prefix">min</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-6"><label>(6)</label><mml:math id="mml-eqn-6" display="block"><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo><mml:mtext>&#x2009;&#x2009;&#x2009;&#x2009;&#x2009;&#x2009;&#x2009;&#x2009;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-7"><label>(7)</label><mml:math id="mml-eqn-7" display="block"><mml:mtable columnalign="center center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd /><mml:mtd><mml:munder><mml:mo form="prefix">max</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:munder><mml:mo form="prefix">min</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-8"><label>(8)</label><mml:math id="mml-eqn-8" display="block"><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo><mml:mtext>&#x00A0;&#x200B;&#x200B;&#x200B;&#x2009;&#x2009;&#x2009;&#x2009;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo> <mml:mrow><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow> </mml:mrow></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>We solve the distributionally robust optimization models <inline-formula id="ieqn-47"><mml:math id="mml-ieqn-47"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-48"><mml:math id="mml-ieqn-48"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> with a two-stage optimization approach. That is, first we focus on the expected profit in the worst demand scenario, namely <inline-formula id="ieqn-49"><mml:math id="mml-ieqn-49"><mml:munder><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>. Then we maximize the profit function <inline-formula id="ieqn-50"><mml:math id="mml-ieqn-50"><mml:munder><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> to obtain the optimal joint strategies on order quantity and sustainable technology investment.</p>
<p>Referring to Gallego&#x00A0;et&#x00A0;al.&#x00A0;[<xref ref-type="bibr" rid="ref-27">27</xref>], the following lemma is given to show the relevant properties of the distribution function of stochastic demand.</p>
<p><bold>Lemma 3.1.</bold> If the distribution function <italic>G</italic> belongs to set <inline-formula id="ieqn-51"><mml:math id="mml-ieqn-51"><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi></mml:math></inline-formula> on <inline-formula id="ieqn-52"><mml:math id="mml-ieqn-52"><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> satisfied <inline-formula id="ieqn-53"><mml:math id="mml-ieqn-53"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-54"><mml:math id="mml-ieqn-54"><mml:mi>V</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, then the following inequality holds.
<disp-formula id="eqn-9"><label>(9)</label><mml:math id="mml-eqn-9" display="block"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msqrt><mml:msup><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:msqrt><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>And there exists a distribution function <inline-formula id="ieqn-55"><mml:math id="mml-ieqn-55"><mml:msup><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi></mml:math></inline-formula> that makes <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-9">Eq. (9)</xref> holds with equality.</p>
<p>For the convenience of solving the model, set <inline-formula id="ieqn-56"><mml:math id="mml-ieqn-56"><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x03D1;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula> and let <inline-formula id="ieqn-57"><mml:math id="mml-ieqn-57"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mi>q</mml:mi><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula> represent the stock factor [<xref ref-type="bibr" rid="ref-37">37</xref>]. Combined with Lemma 3.1 to solve model <inline-formula id="ieqn-58"><mml:math id="mml-ieqn-58"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, there exists a two-point cumulative distribution function <inline-formula id="ieqn-59"><mml:math id="mml-ieqn-59"><mml:msup><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi></mml:math></inline-formula> to minimize <inline-formula id="ieqn-60"><mml:math id="mml-ieqn-60"><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>. The expected profit function is further simplified as
<disp-formula id="eqn-10"><label>(10)</label><mml:math id="mml-eqn-10" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msqrt><mml:msup><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:msqrt><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>K</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>To ensure the feasibility of the solution, we assume that <inline-formula id="ieqn-61"><mml:math id="mml-ieqn-61"><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula>. For simplicity, we define two parameters <inline-formula id="ieqn-62"><mml:math id="mml-ieqn-62"><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-63"><mml:math id="mml-ieqn-63"><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>.
<disp-formula id="eqn-11"><label>(11)</label><mml:math id="mml-eqn-11" display="block"><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msqrt><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:msqrt><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msqrt><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:msqrt><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-12"><label>(12)</label><mml:math id="mml-eqn-12" display="block"><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msqrt><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:msqrt><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msqrt><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:msqrt><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>Using <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-6">Eqs. (6)</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-10">(10)</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-12">(12)</xref>, the following theorem can be obtained by solving the model <inline-formula id="ieqn-64"><mml:math id="mml-ieqn-64"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>.</p>
<p><bold>Theorem 3.1.</bold> For model <inline-formula id="ieqn-65"><mml:math id="mml-ieqn-65"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, there exists the only optimal stock factor <inline-formula id="ieqn-66"><mml:math id="mml-ieqn-66"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> and sustainable technology investment <inline-formula id="ieqn-67"><mml:math id="mml-ieqn-67"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> to maximize expected profit. They can be expressed as
<disp-formula id="eqn-13"><label>(13)</label><mml:math id="mml-eqn-13" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="left left" rowspacing=".2em" columnspacing="1em" displaystyle="false"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width=".5em" /><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mspace width=".5em" /><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width=".5em" /><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mspace width=".5em" /><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mi>o</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width=".5em" /><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mspace width=".5em" /><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width=".5em" /><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mspace width=".5em" /><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>arg</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:munder><mml:mo form="prefix">max</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mspace width=".5em" /><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mspace width=".5em" /><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>where
<disp-formula id="ueqn-1">
<mml:math id="mml-ueqn-1" display="block"><mml:mtable columnalign="center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:msqrt><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:msqrt><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msqrt><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:msqrt><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>and
<disp-formula id="ueqn-2">
<mml:math id="mml-ueqn-2" display="block"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msqrt><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>Please refer to <xref ref-type="sec" rid="app1">Appendix A</xref> for the specific certification process. It can be seen that the optimal solution depends on the parameters of cap-and-offset regulation. Particularly, when <inline-formula id="ieqn-68"><mml:math id="mml-ieqn-68"><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-69"><mml:math id="mml-ieqn-69"><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula>, the optimal joint strategies of model <inline-formula id="ieqn-70"><mml:math id="mml-ieqn-70"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is <inline-formula id="ieqn-71"><mml:math id="mml-ieqn-71"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>. When <inline-formula id="ieqn-72"><mml:math id="mml-ieqn-72"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-73"><mml:math id="mml-ieqn-73"><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula>, the optimal joint strategies of model <inline-formula id="ieqn-74"><mml:math id="mml-ieqn-74"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> can be expressed as <inline-formula id="ieqn-75"><mml:math id="mml-ieqn-75"><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. In the overlapping interval <inline-formula id="ieqn-76"><mml:math id="mml-ieqn-76"><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula>, we choose the solution that maximizes the objective function as the optimal solution.</p>
<p>From the proof of Theorem 3.1, we can also draw the following corollary that reflects the conditions of investment and relation between the total carbon emissions and carbon cap for model <inline-formula id="ieqn-77"><mml:math id="mml-ieqn-77"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>.</p>
<p><bold>Corollary 3.1.</bold> For the model <inline-formula id="ieqn-78"><mml:math id="mml-ieqn-78"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, the following conclusions hold.
<list list-type="simple">
<list-item><label>(i)</label><p>When <inline-formula id="ieqn-79"><mml:math id="mml-ieqn-79"><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-80"><mml:math id="mml-ieqn-80"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula>, or <inline-formula id="ieqn-81"><mml:math id="mml-ieqn-81"><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-82"><mml:math id="mml-ieqn-82"><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula>, or <inline-formula id="ieqn-83"><mml:math id="mml-ieqn-83"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-84"><mml:math id="mml-ieqn-84"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula>, the fresh product retailer does n&#x2019;t invest in low-carbon technology, i.e., <inline-formula id="ieqn-85"><mml:math id="mml-ieqn-85"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>.</p></list-item>
<list-item><label>(ii)</label><p>When <inline-formula id="ieqn-86"><mml:math id="mml-ieqn-86"><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-87"><mml:math id="mml-ieqn-87"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula>, or <inline-formula id="ieqn-88"><mml:math id="mml-ieqn-88"><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-89"><mml:math id="mml-ieqn-89"><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula>, or <inline-formula id="ieqn-90"><mml:math id="mml-ieqn-90"><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-91"><mml:math id="mml-ieqn-91"><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula>, the carbon emissions generated by the retailer are equal to the carbon cap, i.e., <inline-formula id="ieqn-92"><mml:math id="mml-ieqn-92"><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi></mml:math></inline-formula>.</p></list-item>
<list-item><label>(iii)</label><p>When <inline-formula id="ieqn-93"><mml:math id="mml-ieqn-93"><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-94"><mml:math id="mml-ieqn-94"><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula>, if <inline-formula id="ieqn-95"><mml:math id="mml-ieqn-95"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is true, then <inline-formula id="ieqn-96"><mml:math id="mml-ieqn-96"><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi></mml:math></inline-formula>; otherwise, <inline-formula id="ieqn-97"><mml:math id="mml-ieqn-97"><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi></mml:math></inline-formula>.</p></list-item>
</list></p>
<p>Next, we solve the distributionally robust optimization model <inline-formula id="ieqn-98"><mml:math id="mml-ieqn-98"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. Similar to the analysis of model <inline-formula id="ieqn-99"><mml:math id="mml-ieqn-99"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, using Lemma 3.1 and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-7">Eq. (7)</xref>, the expected profit can be expressed as
<disp-formula id="eqn-14"><label>(14)</label><mml:math id="mml-eqn-14" display="block"><mml:munder><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msqrt><mml:msup><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:msqrt><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>Defined <inline-formula id="ieqn-100"><mml:math id="mml-ieqn-100"><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> as
<disp-formula id="eqn-15"><label>(15)</label><mml:math id="mml-eqn-15" display="block"><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msqrt><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:msqrt><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msqrt><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:msqrt><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>Using <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-8">Eqs. (8)</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-12">(12)</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-14">(14)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-15">(15)</xref>, we can draw the following theorem by solving model <inline-formula id="ieqn-101"><mml:math id="mml-ieqn-101"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>.</p>
<p><bold>Theorem 3.2.</bold> For model <inline-formula id="ieqn-102"><mml:math id="mml-ieqn-102"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, there exists the only optimal stock factor <inline-formula id="ieqn-103"><mml:math id="mml-ieqn-103"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> and sustainable technology investment <inline-formula id="ieqn-104"><mml:math id="mml-ieqn-104"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> to maximize expected profit under the condition of <inline-formula id="ieqn-105"><mml:math id="mml-ieqn-105"><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula>. They can be expressed as
<disp-formula id="eqn-16"><label>(16)</label><mml:math id="mml-eqn-16" display="block"><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="left left" rowspacing=".2em" columnspacing="1em" displaystyle="false"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>Otherwise, there does not exist optimal solutions.</p>
<p>Above theorem indicates that when carbon emissions are restricted by carbon cap, the optimal joint strategy is easier to determine than in the case where carbon emissions exceed carbon cap. Additionally, the selection of optimal solution only depends on carbon cap <italic>K</italic>. However, in Theorem&#x00A0;3.1, the selection of optimal solution depends on both carbon cap <italic>K</italic> and carbon tax <inline-formula id="ieqn-106"><mml:math id="mml-ieqn-106"><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>According to Theorem 3.2, we can also draw the following corollary that reflects the conditions of investment and relation between the total carbon emissions and carbon cap for model <inline-formula id="ieqn-107"><mml:math id="mml-ieqn-107"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>.</p>
<p><bold>Corollary 3.2.</bold> For model <inline-formula id="ieqn-108"><mml:math id="mml-ieqn-108"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, the following conclusions hold.
<list list-type="simple">
<list-item><label>(i)</label><p>When <inline-formula id="ieqn-109"><mml:math id="mml-ieqn-109"><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> holds, the fresh product retailer does not invest in low-carbon technology, i.e., <inline-formula id="ieqn-110"><mml:math id="mml-ieqn-110"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>.</p></list-item>
<list-item><label>(ii)</label><p>When <inline-formula id="ieqn-111"><mml:math id="mml-ieqn-111"><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> holds, the carbon emissions generated by the retailer are equal to the carbon cap, i.e., <inline-formula id="ieqn-112"><mml:math id="mml-ieqn-112"><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi></mml:math></inline-formula>.</p></list-item>
</list></p>
<p>Combining with Theorem 3.1 and Theorem 3.2, we can get Theorem 3.3.</p>
<p><bold>Theorem 3.3.</bold> For model <inline-formula id="ieqn-113"><mml:math id="mml-ieqn-113"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, there exists the only optimal stock factor <inline-formula id="ieqn-114"><mml:math id="mml-ieqn-114"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> and sustainable technology investment <inline-formula id="ieqn-115"><mml:math id="mml-ieqn-115"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> that maximizes expected profit function. They can be expressed as
<disp-formula id="eqn-17"><label>(17)</label><mml:math id="mml-eqn-17" display="block"><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>arg</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:munder><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>Theorem 3.3 shows that the fresh product retailer can make the distributionally robust optimal decisions to maximize expected profit function when the random demand information is limited to know.</p>
</sec>
<sec id="s3_3"><label>3.3</label><title>Performance Analysis</title>
<p>This subsection constructs another distributionally robust optimization model, denoted as <inline-formula id="ieqn-116"><mml:math id="mml-ieqn-116"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. <inline-formula id="ieqn-117"><mml:math id="mml-ieqn-117"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> represents the situation where the retailer doesn&#x2019;t invest in sustainable technology under cap-and-offset regulation. By comparing <inline-formula id="ieqn-118"><mml:math id="mml-ieqn-118"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-119"><mml:math id="mml-ieqn-119"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, we can further explore the impact of cap-and-offset regulation and emission reduction technology investment on operational decisions of the retailer.</p>
<p>Similar to model <inline-formula id="ieqn-120"><mml:math id="mml-ieqn-120"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, model <inline-formula id="ieqn-121"><mml:math id="mml-ieqn-121"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> can be expressed as <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-18">Eq. (18)</xref>.
<disp-formula id="eqn-18"><label>(18)</label><mml:math id="mml-eqn-18" display="block"><mml:mtable columnalign="left left left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd /><mml:mtd><mml:munder><mml:mo form="prefix">max</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:munder><mml:mo form="prefix">min</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>0.</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Without investing in sustainable technology, <inline-formula id="ieqn-122"><mml:math id="mml-ieqn-122"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> represents the robust optimization model when the emissions exceed carbon cap. <inline-formula id="ieqn-123"><mml:math id="mml-ieqn-123"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>22</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> represents the robust optimization model when the emissions are no more than carbon cap. Similar to the previous proof, Theorem 3.4 can be obtained by solving model <inline-formula id="ieqn-124"><mml:math id="mml-ieqn-124"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and model <inline-formula id="ieqn-125"><mml:math id="mml-ieqn-125"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>22</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> using <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-18">Eq. (18)</xref>.</p>
<p><bold>Theorem 3.4.</bold> When the fresh product retailer does not invest in sustainable technology, the following conclusions hold.
<list list-type="simple">
<list-item><label>(i)</label><p>For Model <inline-formula id="ieqn-126"><mml:math id="mml-ieqn-126"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, there exists the only optimal stock factor <inline-formula id="ieqn-127"><mml:math id="mml-ieqn-127"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> to maximize the target profit <inline-formula id="ieqn-128"><mml:math id="mml-ieqn-128"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>.</p></list-item>
<list-item><label>(ii)</label><p>For Model <inline-formula id="ieqn-129"><mml:math id="mml-ieqn-129"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>22</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, there exists the only optimal stock factor <inline-formula id="ieqn-130"><mml:math id="mml-ieqn-130"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>22</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> to maximize the target profit <inline-formula id="ieqn-131"><mml:math id="mml-ieqn-131"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>22</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>.</p></list-item>
<list-item><label>(iii)</label><p>For Model <inline-formula id="ieqn-132"><mml:math id="mml-ieqn-132"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, there exists the only optimal stock factor <inline-formula id="ieqn-133"><mml:math id="mml-ieqn-133"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>arg</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:munder><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>22</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>22</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> to maximize the target profit <inline-formula id="ieqn-134"><mml:math id="mml-ieqn-134"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>.</p></list-item>
</list></p>
<p>Theorem 3.4 solves the analytic formula for the optimal solution of <inline-formula id="ieqn-135"><mml:math id="mml-ieqn-135"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-136"><mml:math id="mml-ieqn-136"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>22</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-137"><mml:math id="mml-ieqn-137"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. This shows that there exists the only optimal order strategy for the retailer without investing in sustainable technology under cap-and-offset regulation.</p>
<p>According to Theorem 3.3 and Theorem 3.4, we can obtain the following theorem.</p>
<p><bold>Theorem 3.5.</bold> Comparing with <inline-formula id="ieqn-138"><mml:math id="mml-ieqn-138"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-139"><mml:math id="mml-ieqn-139"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, the following conclusions hold:
<list list-type="simple">
<list-item><label>(i)</label><p><inline-formula id="ieqn-140"><mml:math id="mml-ieqn-140"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-141"><mml:math id="mml-ieqn-141"><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>22</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo></mml:math></inline-formula></p></list-item>
<list-item><label>(ii)</label><p>If <inline-formula id="ieqn-142"><mml:math id="mml-ieqn-142"><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> or <inline-formula id="ieqn-143"><mml:math id="mml-ieqn-143"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, then <inline-formula id="ieqn-144"><mml:math id="mml-ieqn-144"><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>;</mml:mo></mml:math></inline-formula></p></list-item>
</list></p>
<p>If <inline-formula id="ieqn-145"><mml:math id="mml-ieqn-145"><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-146"><mml:math id="mml-ieqn-146"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, then <inline-formula id="ieqn-147"><mml:math id="mml-ieqn-147"><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>;</mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
<p>If <inline-formula id="ieqn-148"><mml:math id="mml-ieqn-148"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-149"><mml:math id="mml-ieqn-149"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, then <inline-formula id="ieqn-150"><mml:math id="mml-ieqn-150"><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
<p>Theorem 3.5 compares the expected profits and carbon emissions between models <inline-formula id="ieqn-151"><mml:math id="mml-ieqn-151"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-152"><mml:math id="mml-ieqn-152"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. Compared with the case of not investing in sustainable technology, the retailer will earn more profits and generate lower carbon emissions. This may be due to the fact that investing in low-carbon technology promotes an increase of order quantity under cap-and-offset regulation. Thereby the fresh product retailer can achieve the target of reducing carbon emissions while increasing expected profits. It is conducive to achieve sustainable development for the fresh product retailer.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s4"><label>4</label><title>Computational Studies</title>
<p>In this subsection, the computational examples are reported. We explore the impact of some critical parameters, such as carbon cap <italic>K</italic>, unit carbon tax <inline-formula id="ieqn-153"><mml:math id="mml-ieqn-153"><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, surviving index <inline-formula id="ieqn-154"><mml:math id="mml-ieqn-154"><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi></mml:math></inline-formula> and freshness index <inline-formula id="ieqn-155"><mml:math id="mml-ieqn-155"><mml:mi>&#x03D1;</mml:mi></mml:math></inline-formula>, on the joint order quantity and sustainable technology investment strategies. The basic parameters are chosen as: <inline-formula id="ieqn-156"><mml:math id="mml-ieqn-156"><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-157"><mml:math id="mml-ieqn-157"><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-158"><mml:math id="mml-ieqn-158"><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>15</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-159"><mml:math id="mml-ieqn-159"><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>600</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-160"><mml:math id="mml-ieqn-160"><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2.32</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-161"><mml:math id="mml-ieqn-161"><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-162"><mml:math id="mml-ieqn-162"><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-163"><mml:math id="mml-ieqn-163"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-164"><mml:math id="mml-ieqn-164"><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.01</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-165"><mml:math id="mml-ieqn-165"><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.8639</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-166"><mml:math id="mml-ieqn-166"><mml:mi>&#x03D1;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.8930</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-167"><mml:math id="mml-ieqn-167"><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.34</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-168"><mml:math id="mml-ieqn-168"><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>3800</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-169"><mml:math id="mml-ieqn-169"><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>600</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-170"><mml:math id="mml-ieqn-170"><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>100</mml:mn></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>Based on the above situation, we solved the expected profits and carbon emissions of the retailer with only acquiring the mean and variance of stochastic demand. The calculation results are shown in <xref ref-type="table" rid="table-2">Table 2</xref>.</p>
<table-wrap id="table-2"><label>Table 2</label><caption><title>The optimal strategies under the cap-and-offset policy</title></caption>
<table frame="hsides">
<colgroup>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
</colgroup>
<thead>
<tr>
<th align="left"/>
<th align="left">Ordering quantities</th>
<th align="left">Sustainable technology investments</th>
<th align="left">Expected profits</th>
<th align="left">Carbon emissions</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-171"><mml:math id="mml-ieqn-171"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">675.82</td>
<td align="left">57.62</td>
<td align="left">3215.68</td>
<td align="left">3800</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-172"><mml:math id="mml-ieqn-172"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">667.76</td>
<td align="left">0</td>
<td align="left">3188.56</td>
<td align="left">4006.54</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>From <xref ref-type="table" rid="table-2">Table 2</xref>, the following observations can be made.</p>

<p>From the aspect of emissions, if the retailer decides to invest in sustainable technology under cap-and-offset regulation with limited distribution information, the optimal sustainable technology investments are 57.62, and the carbon emissions are 3800, which are equivalent to the carbon cap stipulated by authorities. When the retailer does not invest in sustainable technology, the carbon emissions are 4006.54 that exceed the carbon cap. It shows that investing in sustainable technologies can effectively lessen releasing greenhouse gases.</p>
<p>Moreover, the expected profits in the case of investing in sustainable technology increase by 0.8&#x0025; and the carbon emissions decrease by 8.2&#x0025; compared with the case of no investment. It demonstrates that under the cap-and-offset regulation, investing in sustainable technology is more conducive for the retailer to achieving higher expected profits and lower carbon emissions.</p>
<p>We further analyze the sensitivity effects of carbon cap <italic>K</italic> and carbon tax <inline-formula id="ieqn-173"><mml:math id="mml-ieqn-173"><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> on the retailer&#x2019;s operational decisions. The corresponding changes are shown in <xref ref-type="fig" rid="fig-1">Figs. 1</xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig-2">2</xref>.</p>
<fig id="fig-1"><label>Figure 1</label><caption><title>The impact of <italic>K</italic> on the retailer&#x2019;s operational decisions</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="CMES_25828-fig-1.tif"/></fig><fig id="fig-2"><label>Figure 2</label><caption><title>The impact of <inline-formula id="ieqn-174"><mml:math id="mml-ieqn-174"><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> on the retailer&#x2019;s operational decisions</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="CMES_25828-fig-2.tif"/></fig>
<p><xref ref-type="fig" rid="fig-1">Fig. 1</xref> depicts the impact of carbon cap <italic>K</italic> on the retailer&#x2019;s optimal strategies and operational effectiveness. It can be seen that, with the increase of <italic>K</italic>, the change trend of optimal order quantity and carbon emissions will firstly remain unchanged, then increase, and finally remain unchanged; the change trend of sustainable technology investments will firstly remain unchanged, then decrease, and finally remain unchanged; the change trend of expected profits will firstly increase and then remain unchanged. The change trend of the corresponding indicators in the cases of with and without investing in sustainable technology is similar. Moreover, when <inline-formula id="ieqn-175"><mml:math id="mml-ieqn-175"><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mn>4000</mml:mn></mml:math></inline-formula>, even if the retailer invests in sustainable technology, its expected profits still exceed that without investment, and its carbon emissions are lower than that without investment. However, when <inline-formula id="ieqn-176"><mml:math id="mml-ieqn-176"><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>4000</mml:mn></mml:math></inline-formula>, the retailer&#x2019;s expected profits and carbon emissions are equivalent in the both cases. This suggests that if the carbon cap is set too high, the restrictive efficacy of the cap-and-offset regulation on the retailer will be lost.</p>

<p><xref ref-type="fig" rid="fig-2">Fig. 2</xref> depicts the impact of carbon tax <inline-formula id="ieqn-177"><mml:math id="mml-ieqn-177"><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> on the retailer&#x2019;s optimal strategies and operational effectiveness. It can be seen that, with the increase of <inline-formula id="ieqn-178"><mml:math id="mml-ieqn-178"><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, the change trend of optimal order quantity and carbon emissions will firstly decrease, and finally remain unchanged; the change trend of sustainable technology investment will firstly remain unchanged, then increase, and finally remain unchanged; the change trend of expected profits will firstly decrease and then remain unchanged. The change trend of the corresponding indicators in the cases of with and without investing in sustainable technology is similar. Moreover, when <inline-formula id="ieqn-179"><mml:math id="mml-ieqn-179"><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mn>0.65</mml:mn></mml:math></inline-formula>, the carbon emissions after investment are significantly lower than that without investment. When <inline-formula id="ieqn-180"><mml:math id="mml-ieqn-180"><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>0.65</mml:mn></mml:math></inline-formula>, the carbon emissions of investing and not investing in sustainable technology are equivalent and remain unchanged. This indicates that when <inline-formula id="ieqn-181"><mml:math id="mml-ieqn-181"><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is set too high, it is not only unfavorable to reduce carbon emissions, but also increases the heavy tax burden of retailers.</p>
<p>According to the above discussion, the increase of carbon cap could encourage retailer to order and increase operating profit. But the increase of carbon tax could restrict the retailer to ordering less products and lessen operating profit. Under the cap-and-offset regulation, the optimal order quantity and expected profits after investment are always no less than that without investment. As well as the carbon emissions are always no more than that without investment. This suggests that the cap-and-offset regulation can effectively promote the retailer to invest in sustainable technology. It is beneficial for the retailer to achieve the target of higher expected profits and lower carbon emissions.</p>
<p>Next, we analyze the impact of surviving index <inline-formula id="ieqn-182"><mml:math id="mml-ieqn-182"><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi></mml:math></inline-formula> and freshness index <inline-formula id="ieqn-183"><mml:math id="mml-ieqn-183"><mml:mi>&#x03D1;</mml:mi></mml:math></inline-formula> on optimal strategies and operational effectiveness. The results are shown in <xref ref-type="fig" rid="fig-3">Figs. 3</xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig-4">4</xref>.</p>
<fig id="fig-3"><label>Figure 3</label><caption><title>The impact of <inline-formula id="ieqn-186"><mml:math id="mml-ieqn-186"><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi></mml:math></inline-formula> on the retailer&#x2019;s operational decisions</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="CMES_25828-fig-3a.tif"/>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="CMES_25828-fig-3b.tif"/></fig><fig id="fig-4"><label>Figure 4</label><caption><title>The impact of <inline-formula id="ieqn-189"><mml:math id="mml-ieqn-189"><mml:mi>&#x03D1;</mml:mi></mml:math></inline-formula> on the retailer&#x2019;s operational decisions</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="CMES_25828-fig-4a.tif"/>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="CMES_25828-fig-4b.tif"/></fig>
<p><xref ref-type="fig" rid="fig-3">Fig. 3</xref> depicts the impact of surviving index <inline-formula id="ieqn-184"><mml:math id="mml-ieqn-184"><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi></mml:math></inline-formula> on optimal strategies. When the product has a high survivability and is not easy to decay, the fresh product retailer does not need to maintain a high inventory. So it will appropriately reduce the order quantity and will not invest too much capital in sustainable technology. Thus, the order cost, inventory cost and investment cost of the retailer are reduced. The retailer can obtain higher expected profits and release fewer emissions. If the survival rate of the product is too low, for example, when <inline-formula id="ieqn-185"><mml:math id="mml-ieqn-185"><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mn>0.6</mml:mn></mml:math></inline-formula>, the retailer cannot gain positive profit because the output cost is higher than the income.</p>

<p><xref ref-type="fig" rid="fig-4">Fig. 4</xref> depicts the impact of freshness index <inline-formula id="ieqn-187"><mml:math id="mml-ieqn-187"><mml:mi>&#x03D1;</mml:mi></mml:math></inline-formula> on optimal strategies that have a great difference from the impact of <inline-formula id="ieqn-188"><mml:math id="mml-ieqn-188"><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi></mml:math></inline-formula>. This is because the freshness index affects the demand of consumers. When the product has a high freshness level, it stimulates the increase in consumer demand which further promotes the retailer to expand order quantity. At the same time, the retailer will increase its investment in sustainable technologies and achieve higher expected profits.</p>
<p>In addition, we can also find that no matter how the survival and freshness of products affect business operations, investing in sustainable technologies is more profitable and emits fewer emissions than that without investment under the cap-and-offset policy.</p>
</sec>
<sec id="s5"><label>5</label><title>Conclusions</title>
<p>With the enhancement of environmental awareness, the sustainable management concept brings new opportunities and challenges to the operation of fresh product retailers. Based on this background, we combine cap-and-offset regulation to research the optimal decisions of the fresh product retailer. Firstly, we construct distributionally robust newsvendor models where the information of stochastic factors in the market demand is limited to the mean and variance. We propose the analytic formula of joint decisions on order quantity and low-carbon technology investment by KKT conditions. A further comparison between the problems with investment and without investment is revealed. Finally, numerical studies are carried out to verify the impact of the critical carbon factors on the robustness of operational tactics. The results show that the cap-and-offset regulation can effectively encourage the retailer to invest in sustainable technologies and lead to higher expected profits and lower carbon emissions. This is consistent with the retailer&#x2019;s long-term goals and is conducive to achieving sustainable development. This paper mainly studies the optimal strategies from the angle of a single fresh product retailer. Further research can be conducted from the angle of the whole supply chain with fresh products in the future.</p>
</sec>
</body>
<back>
<sec><title>Funding Statement</title>
<p>This study is financially supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 71702087), the Youth Innovation Science and Technology Support Program of Shandong Province Higher Education (Grant No. 2021RW024), and the Special Funds for Taishan Scholars, Shandong (Grant No. tsqn202103063).</p></sec>
<sec sec-type="COI-statement"><title>Conflicts of Interest</title>
<p>The authors declare that they have no conflicts of interest to report regarding the present study.</p></sec>
<ref-list content-type="authoryear">
<title>References</title>
<ref id="ref-1"><label>[1]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Sheng</surname>, <given-names>D.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Li</surname>, <given-names>Z. C.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Fu</surname>, <given-names>X. W.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Gillen</surname>, <given-names>D.</given-names></string-name></person-group> (<year>2017</year>). <article-title>Modeling the effects of unilateral and uniform emission regulations under shipping company and port competition</article-title>. <source>Transportation Research Part E: Logistics and Transportation Review</source><italic>,</italic> <volume>101</volume><italic>,</italic> <fpage>99</fpage>&#x2013;<lpage>114</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.tre.2017.03.004</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-2"><label>[2]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Sheng</surname>, <given-names>D.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Meng</surname>, <given-names>Q.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Li</surname>, <given-names>Z. C.</given-names></string-name></person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Optimal vessel speed and fleet size for industrial shipping services under the emission control area regulation</article-title>. <source>Transportation Research Part C: Emerging Technologies</source><italic>,</italic> <volume>105</volume><italic>,</italic> <fpage>37</fpage>&#x2013;<lpage>53</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.trc.2019.05.038</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-3"><label>[3]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Konstantaras</surname>, <given-names>I.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Skouri</surname>, <given-names>K.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Benkherouf</surname>, <given-names>L.</given-names></string-name></person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Optimizing inventory decisions for a closed-loop supply chain model under a carbon tax regulatory mechanism</article-title>. <source>International Journal of Production Economics</source><italic>,</italic> <volume>239</volume><italic>,</italic> <fpage>108185</fpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.ijpe.2021.108185</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-4"><label>[4]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Linghu</surname>, <given-names>D.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wu</surname>, <given-names>X.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Lai</surname>, <given-names>K. H.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Ye</surname>, <given-names>F.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Kumar</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name> <etal>et al.</etal></person-group> (<year>2022</year>). <article-title>Implementation strategy and emission reduction effectiveness of carbon cap-and-trade in heterogeneous enterprises</article-title>. <source>International Journal of Production Economics</source><italic>,</italic> <volume>248</volume><italic>,</italic> <fpage>108501</fpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.ijpe.2022.108501</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-5"><label>[5]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Chen</surname>, <given-names>X.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Benjaafar</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Elomri</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name></person-group> (<year>2013</year>). <article-title>The carbon-constrained EOQ</article-title>. <source>Operations Research Letters</source><italic>,</italic> <volume>41</volume><issue>(2)</issue><italic>,</italic> <fpage>172</fpage>&#x2013;<lpage>179</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.orl.2012.12.003</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-6"><label>[6]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Bai</surname>, <given-names>Q. G.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Gong</surname>, <given-names>Y. Y.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Jin</surname>, <given-names>M. Z.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Xu</surname>, <given-names>X. H.</given-names></string-name></person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Effects of carbon emission reduction on supply chain coordination with vendor-managed deteriorating product inventory</article-title>. <source>International Journal of Production Economics</source><italic>,</italic> <volume>208</volume><italic>,</italic> <fpage>83</fpage>&#x2013;<lpage>99</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.ijpe.2018.11.008</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-7"><label>[7]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Qu</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Meng</surname>, <given-names>D.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Dai</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name></person-group> (<year>2017</year>). <article-title>Distributionally robust games with an application to supply chain</article-title>. <source>Journal of Intelligent &#x0026; Fuzzy Systems</source><italic>,</italic> <volume>33</volume><issue>(5)</issue><italic>,</italic> <fpage>2749</fpage>&#x2013;<lpage>2762</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.3233/JIFS-169324</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-8"><label>[8]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Qu</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Han</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wu</surname>, <given-names>Z.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Raza</surname>, <given-names>H.</given-names></string-name></person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Consensus modeling with asymmetric cost based on data-driven robust optimization</article-title>. <source>Group Decision and Negotiation</source><italic>,</italic> <volume>33</volume><italic>,</italic> <fpage>1395</fpage>&#x2013;<lpage>1432</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s10726-020-09707-w</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-9"><label>[9]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Ji</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Jin</surname>, <given-names>X.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Xu</surname>, <given-names>Z.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Qu</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name></person-group> (<year>2021</year>). <article-title>A mixed 0&#x2013;1 programming approach for multiple attribute strategic weight manipulation based on uncertainty theory</article-title>. <source>Journal of Intelligent &#x0026; Fuzzy Systems</source><italic>,</italic> <volume>41</volume><issue>(6)</issue><italic>,</italic> <fpage>6739</fpage>&#x2013;<lpage>6754</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.3233/JIFS-210650</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-10"><label>[10]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Cai</surname>, <given-names>X.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Chen</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Xiao</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Xu</surname>, <given-names>X.</given-names></string-name></person-group> (<year>2010</year>). <article-title>Optimization and coordination of fresh product supply chains with freshness-keeping effort</article-title>. <source>Production and Operation Management</source><italic>,</italic> <volume>19</volume><issue>(3)</issue><italic>,</italic> <fpage>261</fpage>&#x2013;<lpage>278</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1111/j.1937-5956.2009.01096.x</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-11"><label>[11]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Cai</surname>, <given-names>X.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Chen</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Xiao</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Xu</surname>, <given-names>X.</given-names></string-name></person-group> (<year>2013</year>). <article-title>Fresh-product supply chain management with logistics outsourcing</article-title>. <source>Omega</source><italic>,</italic> <volume>41</volume><issue>(4)</issue><italic>,</italic> <fpage>752</fpage>&#x2013;<lpage>765</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.omega.2012.09.004</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-12"><label>[12]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Wu</surname>, <given-names>Q.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Mu</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Feng</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name></person-group> (<year>2015</year>). <article-title>Coordinating contracts for fresh product outsourcing logistics channels with power structures</article-title>. <source>International Journal of Production Economics</source><italic>,</italic> <volume>160</volume><italic>,</italic> <fpage>94</fpage>&#x2013;<lpage>105</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.ijpe.2014.10.007</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-13"><label>[13]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Ma</surname>, <given-names>X. L.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wang</surname>, <given-names>S. Y.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Islam</surname>, <given-names>S. M. N.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Liu</surname>, <given-names>X. B.</given-names></string-name></person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Coordinating a three-echelon fresh agricultural products supply chain considering freshness-keeping effort with asymmetric information</article-title>. <source>Applied Mathematical Modelling</source><italic>,</italic> <volume>67</volume><italic>,</italic> <fpage>337</fpage>&#x2013;<lpage>356</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.apm.2018.10.028</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-14"><label>[14]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Wu</surname>, <given-names>X. Y.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Fan</surname>, <given-names>Z. P.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Cao</surname>, <given-names>B. B.</given-names></string-name></person-group> (<year>2021</year>). <article-title>An analysis of strategies for adopting blockchain technology in the fresh product supply chain</article-title>. <source>International Journal of Production Research</source>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1080/00207543.2021.1894497</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-15"><label>[15]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Chen</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Tian</surname>, <given-names>Z. W.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Hang</surname>, <given-names>W.</given-names></string-name></person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Optimal ordering and pricing policies in managing perishable products with quality deterioration</article-title>. <source>International Journal of Production Research</source><italic>,</italic> <volume>59</volume><issue>(15)</issue><italic>,</italic> <fpage>4472</fpage>&#x2013;<lpage>4494</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1080/00207543.2020.1766715</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-16"><label>[16]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Xu</surname>, <given-names>C.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Fan</surname>, <given-names>T. J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zheng</surname>, <given-names>Q.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Song</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name></person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Contract selection for fresh produce suppliers cooperating with a platform under a markdown-pricing policy</article-title>. <source>International Journal of Production Research</source>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1080/00207543.2021.1987548</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-17"><label>[17]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Duan</surname>, <given-names>Y. R.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Liu</surname>, <given-names>J. J.</given-names></string-name></person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Optimal dynamic pricing for perishable foods with quality and quantity deteriorating simultaneously under reference price effects</article-title>. <source>International Journal of Systems Science: Operations &#x0026; Logistics</source><italic>,</italic> <volume>6</volume><issue>(4)</issue><italic>,</italic> <fpage>346</fpage>&#x2013;<lpage>355</lpage>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-18"><label>[18]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Bai</surname>, <given-names>Q. G.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Chen</surname>, <given-names>M. Y.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Xu</surname>, <given-names>L.</given-names></string-name></person-group> (<year>2017</year>). <article-title>Revenue and promotional cost-sharing contract versus two-part tariff contract in coordinating sustainable supply chain systems with deteriorating items</article-title>. <source>International Journal of Production Economics</source><italic>,</italic> <volume>187</volume><italic>,</italic> <fpage>85</fpage>&#x2013;<lpage>101</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.ijpe.2017.02.012</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-19"><label>[19]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Wang</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhao</surname>, <given-names>L. D.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Herty</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name></person-group> (<year>2018</year>). <article-title>Modelling carbon trading and refrigerated logistics services within a fresh food supply chain under carbon cap-and-trade regulation</article-title>. <source>International Journal of Production Research</source><italic>,</italic> <volume>56</volume><issue>(12)</issue><italic>,</italic> <fpage>4207</fpage>&#x2013;<lpage>4225</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1080/00207543.2018.1430904</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-20"><label>[20]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Wang</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhao</surname>, <given-names>L. D.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Herty</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name></person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Joint replenishment and carbon trading in fresh food supply chains</article-title>. <source>European Journal of Operational Research</source><italic>,</italic> <volume>277</volume><issue>(2)</issue><italic>,</italic> <fpage>561</fpage>&#x2013;<lpage>573</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.ejor.2019.03.004</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-21"><label>[21]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Ma</surname>, <given-names>X. L.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wang</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Bai</surname>, <given-names>Q. G.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wang</surname>, <given-names>S. Y.</given-names></string-name></person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Optimization of a three-echelon cold chain considering freshness-keeping efforts under cap-and-trade regulation in Industry 4.0</article-title>. <source>International Journal of Production Economics</source><italic>,</italic> <volume>220</volume><italic>,</italic> <fpage>107457</fpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.ijpe.2019.07.030</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-22"><label>[22]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Chen</surname>, <given-names>X.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wang</surname>, <given-names>X. J.</given-names></string-name></person-group> (<year>2016</year>). <article-title>Effects of carbon emission reduction policies on transportation mode selections with stochastic demand</article-title>. <source>Transportation Research Part E: Logistics and Transportation Review</source><italic>,</italic> <volume>90</volume><italic>,</italic> <fpage>196</fpage>&#x2013;<lpage>205</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.tre.2015.11.008</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-23"><label>[23]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Qu</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhou</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhang</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wahab</surname>, <given-names>M. I. M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhang</surname>, <given-names>G.</given-names></string-name> <etal>et al.</etal></person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Optimal strategy for a green supply chain considering shipping policy and default risk</article-title>. <source>Computers &#x0026; Industrial Engineering</source><italic>,</italic> <volume>131</volume><italic>,</italic> <fpage>172</fpage>&#x2013;<lpage>186</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.cie.2019.03.042</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-24"><label>[24]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Qu</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Jiang</surname>, <given-names>G.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Ji</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhang</surname>, <given-names>G.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Mohamed</surname>, <given-names>N.</given-names></string-name></person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Newsvendor&#x2019;s optimal decisions under stochastic demand and cap-and-trade regulation</article-title>. <source>Environment, Development and Sustainability</source><italic>,</italic> <volume>23</volume><italic>,</italic> <fpage>17764</fpage>&#x2013;<lpage>17787</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s10668-021-01411-2</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-25"><label>[25]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Qi</surname>, <given-names>Q.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhang</surname>, <given-names>R. Q.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Bai</surname>, <given-names>Q. G.</given-names></string-name></person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Joint decisions on emission reduction and order quantity by a risk-averse firm under cap-and-trade regulation</article-title>. <source>Computers &#x0026; Industrial Engineering</source><italic>,</italic> <volume>162</volume><italic>,</italic> <fpage>107783</fpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.cie.2021.107783</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-26"><label>[26]</label><mixed-citation publication-type="book"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Scarf</surname>, <given-names>H. E.</given-names></string-name></person-group> (<year>1958</year>). <source>A min-max solution of an inventory problem</source>. In: <person-group person-group-type="editor"><string-name><surname>Arrow</surname>, <given-names>K. J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Karlin</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Scarf</surname>, <given-names>H. E</given-names></string-name></person-group>. (eds.), <source>Studies in the mathematical theory of inventory and production</source>, pp. 201&#x2013;209. California, USA: <publisher-name>Stanford University Press</publisher-name>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-27"><label>[27]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Gallego</surname>, <given-names>G.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Moon</surname>, <given-names>I.</given-names></string-name></person-group> (<year>1993</year>). <article-title>The distribution free newsboy problem: Review and extensions</article-title>. <source>Journal of the Operational Research Society</source><italic>,</italic> <volume>44</volume><issue>(8)</issue><italic>,</italic> <fpage>825</fpage>&#x2013;<lpage>834</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1057/jors.1993.141</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-28"><label>[28]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Han</surname>, <given-names>Q.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Du</surname>, <given-names>D.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zuluaga</surname>, <given-names>L. F.</given-names></string-name></person-group> (<year>2014</year>). <article-title>A risk and ambiguity-averse extension of the max-min newsvendor order formula</article-title>. <source>Operations Research</source><italic>,</italic> <volume>62</volume><issue>(3)</issue><italic>,</italic> <fpage>535</fpage>&#x2013;<lpage>542</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1287/opre.2014.1262</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-29"><label>[29]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Zhang</surname>, <given-names>H. J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Ji</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Qu</surname>, <given-names>S. J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Li</surname>, <given-names>H. H.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Huang</surname>, <given-names>R. P.</given-names></string-name></person-group> (<year>2022</year>). <article-title>The robust minimum cost consensus model with risk aversion</article-title>. <source>Information Sciences</source><italic>,</italic> <volume>587</volume><italic>,</italic> <fpage>283</fpage>&#x2013;<lpage>299</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.ins.2021.12.023</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-30"><label>[30]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Liu</surname>, <given-names>B.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Holmbom</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Segerstedt</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Chen</surname>, <given-names>W.</given-names></string-name></person-group> (<year>2015</year>). <article-title>Effects of carbon emission regulations on remanufacturing decisions with limited information of demand distribution</article-title>. <source>International Journal of Production Research</source><italic>,</italic> <volume>53</volume><issue>(2)</issue><italic>,</italic> <fpage>532</fpage>&#x2013;<lpage>548</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1080/00207543.2014.957875</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-31"><label>[31]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Bai</surname>, <given-names>Q. G.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Chen</surname>, <given-names>M. Y.</given-names></string-name></person-group> (<year>2016</year>). <article-title>The distributionally robust newsvendor problem with dual sourcing under carbon tax and cap-and-trade regulations</article-title>. <source>Computers &#x0026; Industrial Engineering</source><italic>,</italic> <volume>98</volume><italic>,</italic> <fpage>260</fpage>&#x2013;<lpage>274</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.cie.2016.05.042</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-32"><label>[32]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Xu</surname>, <given-names>J. T.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Bai</surname>, <given-names>Q. G.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Xu</surname>, <given-names>L.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Hu</surname>, <given-names>T. T.</given-names></string-name></person-group> (<year>2018</year>). <article-title>Effects of emission reduction and partial demand information on operational decisions of a newsvendor problem</article-title>. <source>Journal of Cleaner Production</source><italic>,</italic> <volume>188</volume><italic>,</italic> <fpage>825</fpage>&#x2013;<lpage>839</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jclepro.2018.04.027</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-33"><label>[33]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Bai</surname>, <given-names>Q. G.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Xu</surname>, <given-names>J. T.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhang</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name></person-group> (<year>2022</year>). <article-title>The distributionally robust optimization model for a remanufacturing system under cap-and-trade policy: A newsvendor approach</article-title>. <source>Annals of Operations Research</source><italic>,</italic> <volume>309</volume><italic>,</italic> <fpage>731</fpage>&#x2013;<lpage>760</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s10479-020-03642-4</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-34"><label>[34]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Bai</surname>, <given-names>Q. G.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Xu</surname>, <given-names>J. T.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Gong</surname>, <given-names>Y. M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Chauhan</surname>, <given-names>S. S.</given-names></string-name></person-group> (<year>2022</year>). <article-title>Robust decisions for regulated sustainable manufacturing with partial demand information: Mandatory emission capacity versus emission tax</article-title>. <source>European Journal of Operational Research</source><italic>,</italic> <volume>298</volume><issue>(3)</issue><italic>,</italic> <fpage>874</fpage>&#x2013;<lpage>893</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.ejor.2021.06.011</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-35"><label>[35]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Huang</surname>, <given-names>M. H.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Rust</surname>, <given-names>R. T.</given-names></string-name></person-group> (<year>2011</year>). <article-title>Sustainability and consumption</article-title>. <source>Journal of the Academy of Marketing Science</source><italic>,</italic> <volume>39</volume><issue>(1)</issue><italic>,</italic> <fpage>40</fpage>&#x2013;<lpage>54</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s11747-010-0193-6</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-36"><label>[36]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Toptal</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>&#x00D6;zl&#x00FC;</surname>, <given-names>H.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Knour</surname>, <given-names>D.</given-names></string-name></person-group> (<year>2014</year>). <article-title>Joint decisions on inventory replenishment and emission reduction investment under different emission regulations</article-title>. <source>International Journal of Production Research</source><italic>,</italic> <volume>52</volume><issue>(1)</issue><italic>,</italic> <fpage>243</fpage>&#x2013;<lpage>269</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1080/00207543.2013.836615</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-37"><label>[37]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Petruzzi</surname>, <given-names>N. C.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Dada</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name></person-group> (<year>1999</year>). <article-title>Pricing and the newsvendor problem: A review with extensions</article-title>. <source>Operations Research</source><italic>,</italic> <volume>47</volume><issue>(2)</issue><italic>,</italic> <fpage>183</fpage>&#x2013;<lpage>194</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1287/opre.47.2.183</pub-id>.</mixed-citation></ref>
</ref-list>
<app-group id="appg1"><app id="app1"><label> </label><title>Appendix A.</title>
<p><bold>Proof of Theorem 3.1.</bold></p>
<p>Let <inline-formula id="ieqn-190"><mml:math id="mml-ieqn-190"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mo form="prefix">min</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. Taking the second partial derivative of <inline-formula id="ieqn-191"><mml:math id="mml-ieqn-191"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> with respect to <italic>z</italic> and <italic>R</italic>, we have <inline-formula id="ieqn-192"><mml:math id="mml-ieqn-192"><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-193"><mml:math id="mml-ieqn-193"><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>3</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula id="ieqn-194"><mml:math id="mml-ieqn-194"><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. As a result, it can be seen that Hessian matrix is a negative definite matrix and <inline-formula id="ieqn-195"><mml:math id="mml-ieqn-195"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> is strictly concave with respect to <italic>z</italic> and <italic>R</italic>.</p>
<p>Using <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-3">Eqs. (3)</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-6">(6)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-10">(10)</xref>, the Lagrange function of the model <inline-formula id="ieqn-196"><mml:math id="mml-ieqn-196"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is constructed as
<disp-formula id="eqn-19"><label>(19)</label><mml:math id="mml-eqn-19" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msqrt><mml:msup><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:msqrt><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:msup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>KKT conditions are as follows:
<disp-formula id="eqn-20"><label>(20)</label><mml:math id="mml-eqn-20" display="block"><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:msqrt><mml:msup><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:msqrt></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-21"><label>(21)</label><mml:math id="mml-eqn-21" display="block"><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-22"><label>(22)</label><mml:math id="mml-eqn-22" display="block"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:msup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-23"><label>(23)</label><mml:math id="mml-eqn-23" display="block"><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-24"><label>(24)</label><mml:math id="mml-eqn-24" display="block"><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-25"><label>(25)</label><mml:math id="mml-eqn-25" display="block"><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:msup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-26"><label>(26)</label><mml:math id="mml-eqn-26" display="block"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></disp-formula></p>
<p>In actual operation, the retailer pursues profit maximization, and the stock factor satisfies the condition <inline-formula id="ieqn-197"><mml:math id="mml-ieqn-197"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. According to <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-23">Eq. (23)</xref>, it is easy to get <inline-formula id="ieqn-198"><mml:math id="mml-ieqn-198"><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. Therefore, we solve the model <inline-formula id="ieqn-199"><mml:math id="mml-ieqn-199"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> by analyzing the following cases.</p>
<p>Case 1. <inline-formula id="ieqn-200"><mml:math id="mml-ieqn-200"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. According to <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-24">Eq. (24)</xref>, it is easy to get <inline-formula id="ieqn-201"><mml:math id="mml-ieqn-201"><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. Further putting <inline-formula id="ieqn-202"><mml:math id="mml-ieqn-202"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-203"><mml:math id="mml-ieqn-203"><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> into <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-21">Eq. (21)</xref> obtains <inline-formula id="ieqn-204"><mml:math id="mml-ieqn-204"><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, i.e., <inline-formula id="ieqn-205"><mml:math id="mml-ieqn-205"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula>. Using <inline-formula id="ieqn-206"><mml:math id="mml-ieqn-206"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-207"><mml:math id="mml-ieqn-207"><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> to simplify <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-20">Eq. (20)</xref>, we can get <inline-formula id="ieqn-208"><mml:math id="mml-ieqn-208"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. Combined with <inline-formula id="ieqn-209"><mml:math id="mml-ieqn-209"><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-25">Eq. (25)</xref> can be simplified to <inline-formula id="ieqn-210"><mml:math id="mml-ieqn-210"><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. Thus, when <inline-formula id="ieqn-211"><mml:math id="mml-ieqn-211"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-212"><mml:math id="mml-ieqn-212"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula>, the optimal joint strategy of model <inline-formula id="ieqn-213"><mml:math id="mml-ieqn-213"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is <inline-formula id="ieqn-214"><mml:math id="mml-ieqn-214"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>Case 2. <inline-formula id="ieqn-215"><mml:math id="mml-ieqn-215"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. In this case, <inline-formula id="ieqn-216"><mml:math id="mml-ieqn-216"><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> still holds. Further using <inline-formula id="ieqn-217"><mml:math id="mml-ieqn-217"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-22">Eq. (22)</xref>, we can get <inline-formula id="ieqn-218"><mml:math id="mml-ieqn-218"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula>. Using <inline-formula id="ieqn-219"><mml:math id="mml-ieqn-219"><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> to simplify <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-21">Eq. (21)</xref>, we obtain <inline-formula id="ieqn-220"><mml:math id="mml-ieqn-220"><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. Because of <inline-formula id="ieqn-221"><mml:math id="mml-ieqn-221"><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, we have <inline-formula id="ieqn-222"><mml:math id="mml-ieqn-222"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula>. Using <inline-formula id="ieqn-223"><mml:math id="mml-ieqn-223"><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> to simplify <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-20">Eq. (20)</xref>, we can get the following formula:
<disp-formula id="eqn-27"><label>(27)</label><mml:math id="mml-eqn-27" display="block"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:msqrt><mml:msup><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:msqrt></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>Since <inline-formula id="ieqn-224"><mml:math id="mml-ieqn-224"><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>d</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>d</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>3</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-225"><mml:math id="mml-ieqn-225"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:math></inline-formula> is an increasing function of <italic>z</italic>.</p>
<p>If <inline-formula id="ieqn-226"><mml:math id="mml-ieqn-226"><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula> is true, then <inline-formula id="ieqn-227"><mml:math id="mml-ieqn-227"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:math></inline-formula> satisfies the condition <inline-formula id="ieqn-228"><mml:math id="mml-ieqn-228"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. Combined with <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-27">Eq. (27)</xref>, we can get <inline-formula id="ieqn-229"><mml:math id="mml-ieqn-229"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, i.e., <inline-formula id="ieqn-230"><mml:math id="mml-ieqn-230"><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. On the other hand, if <inline-formula id="ieqn-231"><mml:math id="mml-ieqn-231"><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula> is true, then <inline-formula id="ieqn-232"><mml:math id="mml-ieqn-232"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:math></inline-formula> satisfies the condition <inline-formula id="ieqn-233"><mml:math id="mml-ieqn-233"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. Combined with <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-27">Eq. (27)</xref>, we have <inline-formula id="ieqn-234"><mml:math id="mml-ieqn-234"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, i.e., <inline-formula id="ieqn-235"><mml:math id="mml-ieqn-235"><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. Thus, when <inline-formula id="ieqn-236"><mml:math id="mml-ieqn-236"><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-237"><mml:math id="mml-ieqn-237"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula>, or <inline-formula id="ieqn-238"><mml:math id="mml-ieqn-238"><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-239"><mml:math id="mml-ieqn-239"><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula>, the optimal joint strategy of model <inline-formula id="ieqn-240"><mml:math id="mml-ieqn-240"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is <inline-formula id="ieqn-241"><mml:math id="mml-ieqn-241"><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>Case 3. <inline-formula id="ieqn-242"><mml:math id="mml-ieqn-242"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. Substituting <inline-formula id="ieqn-243"><mml:math id="mml-ieqn-243"><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> into <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-21">Eq. (21)</xref> deduces the analytical formula of <inline-formula id="ieqn-244"><mml:math id="mml-ieqn-244"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:math></inline-formula>.
<disp-formula id="eqn-28"><label>(28)</label><mml:math id="mml-eqn-28" display="block"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></disp-formula></p>
<p>Substituting <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-28">Eqs. (28)</xref> into <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-20">(20)</xref>, the optimal stock factor of model <inline-formula id="ieqn-245"><mml:math id="mml-ieqn-245"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> can be expressed as <inline-formula id="ieqn-246"><mml:math id="mml-ieqn-246"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. Combined with <inline-formula id="ieqn-247"><mml:math id="mml-ieqn-247"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula>, we have <inline-formula id="ieqn-248"><mml:math id="mml-ieqn-248"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-249"><mml:math id="mml-ieqn-249"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula>, i.e., <inline-formula id="ieqn-250"><mml:math id="mml-ieqn-250"><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula>. Using <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-27">Eq. (27)</xref>, we know that <inline-formula id="ieqn-251"><mml:math id="mml-ieqn-251"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:math></inline-formula> is an increasing function of <italic>z</italic>. Thus, when <inline-formula id="ieqn-252"><mml:math id="mml-ieqn-252"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-253"><mml:math id="mml-ieqn-253"><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> holds. Otherwise, when <inline-formula id="ieqn-254"><mml:math id="mml-ieqn-254"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, using <inline-formula id="ieqn-255"><mml:math id="mml-ieqn-255"><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> to simplify <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-22">Eq. (22)</xref>, we obtain <inline-formula id="ieqn-256"><mml:math id="mml-ieqn-256"><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:msup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi></mml:math></inline-formula>. When <inline-formula id="ieqn-257"><mml:math id="mml-ieqn-257"><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula>, there does not exist any feasible solution of sustainable technology investment. When <inline-formula id="ieqn-258"><mml:math id="mml-ieqn-258"><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula>, combined with <inline-formula id="ieqn-259"><mml:math id="mml-ieqn-259"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula>, the optimal sustainable technology investment of model <inline-formula id="ieqn-260"><mml:math id="mml-ieqn-260"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is <inline-formula id="ieqn-261"><mml:math id="mml-ieqn-261"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msqrt><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula>. In this case, <inline-formula id="ieqn-262"><mml:math id="mml-ieqn-262"><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> holds. If not, the above equation yields <inline-formula id="ieqn-263"><mml:math id="mml-ieqn-263"><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. Thereby, <inline-formula id="ieqn-264"><mml:math id="mml-ieqn-264"><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> holds, which contradicts <inline-formula id="ieqn-265"><mml:math id="mml-ieqn-265"><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. Thus, when <inline-formula id="ieqn-266"><mml:math id="mml-ieqn-266"><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-267"><mml:math id="mml-ieqn-267"><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula>, the optimal joint strategy of model <inline-formula id="ieqn-268"><mml:math id="mml-ieqn-268"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is <inline-formula id="ieqn-269"><mml:math id="mml-ieqn-269"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>Case 4. <inline-formula id="ieqn-270"><mml:math id="mml-ieqn-270"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. Substituting <inline-formula id="ieqn-271"><mml:math id="mml-ieqn-271"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-272"><mml:math id="mml-ieqn-272"><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> into <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-20">Eq. (20)</xref> obtains <inline-formula id="ieqn-273"><mml:math id="mml-ieqn-273"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. Substitute <inline-formula id="ieqn-274"><mml:math id="mml-ieqn-274"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-275"><mml:math id="mml-ieqn-275"><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> into <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-21">Eq. (21)</xref>, we have <inline-formula id="ieqn-276"><mml:math id="mml-ieqn-276"><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula>. According to the non-negativity of sustainable technology investment, <inline-formula id="ieqn-277"><mml:math id="mml-ieqn-277"><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula> holds. Using <inline-formula id="ieqn-278"><mml:math id="mml-ieqn-278"><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-279"><mml:math id="mml-ieqn-279"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> to simplify <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-25">Eq. (25)</xref>, we get <inline-formula id="ieqn-280"><mml:math id="mml-ieqn-280"><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula>. Thus, when <inline-formula id="ieqn-281"><mml:math id="mml-ieqn-281"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-282"><mml:math id="mml-ieqn-282"><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula>, the optimal joint strategy of model <inline-formula id="ieqn-283"><mml:math id="mml-ieqn-283"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is <inline-formula id="ieqn-284"><mml:math id="mml-ieqn-284"><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>Case 5. Combining with Case 3 and Case 4 in the overlapping interval <inline-formula id="ieqn-285"><mml:math id="mml-ieqn-285"><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula>, we choose the solution that maximizes the objective function as the optimal solution.</p>
<p><bold>Proof of Theorem 3.2.</bold></p>
<p>Let <inline-formula id="ieqn-286"><mml:math id="mml-ieqn-286"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mo form="prefix">min</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. Taking the second order partial derivative on <inline-formula id="ieqn-287"><mml:math id="mml-ieqn-287"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> with respect to <italic>z</italic> and <italic>R</italic>, we have <inline-formula id="ieqn-288"><mml:math id="mml-ieqn-288"><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>3</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-289"><mml:math id="mml-ieqn-289"><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula id="ieqn-290"><mml:math id="mml-ieqn-290"><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. As a result, it can be seen that <inline-formula id="ieqn-291"><mml:math id="mml-ieqn-291"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> is a concave function of <italic>z</italic> and <italic>R</italic>.</p>
<p>Using <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-3">Eqs. (3)</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-8">(8)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-14">(14)</xref>, the Lagrange function of the model <inline-formula id="ieqn-292"><mml:math id="mml-ieqn-292"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is constructed as
<disp-formula id="eqn-29"><label>(29)</label><mml:math id="mml-eqn-29" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msqrt><mml:msup><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:msqrt><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:msup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>R</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>KKT conditions are as follows:
<disp-formula id="eqn-30"><label>(30)</label><mml:math id="mml-eqn-30" display="block"><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:msqrt><mml:msup><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:msqrt></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-31"><label>(31)</label><mml:math id="mml-eqn-31" display="block"><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-32"><label>(32)</label><mml:math id="mml-eqn-32" display="block"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:msup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-33"><label>(33)</label><mml:math id="mml-eqn-33" display="block"><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-34"><label>(34)</label><mml:math id="mml-eqn-34" display="block"><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-35"><label>(35)</label><mml:math id="mml-eqn-35" display="block"><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:msup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-36"><label>(36)</label><mml:math id="mml-eqn-36" display="block"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>0.</mml:mn></mml:math></disp-formula></p>
<p>Similar to the proof of Theorem 3.1, we assume the stock factor satisfies <inline-formula id="ieqn-293"><mml:math id="mml-ieqn-293"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. According to <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-33">Eq. (33)</xref>, it is easy to get <inline-formula id="ieqn-294"><mml:math id="mml-ieqn-294"><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. Therefore, we solve the model <inline-formula id="ieqn-295"><mml:math id="mml-ieqn-295"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> by analyzing the following four cases.</p>
<p>Case 1. <inline-formula id="ieqn-296"><mml:math id="mml-ieqn-296"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. According to <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-34">Eqs. (34)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-31">(31)</xref>, it is easy to get <inline-formula id="ieqn-297"><mml:math id="mml-ieqn-297"><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-298"><mml:math id="mml-ieqn-298"><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>. Further putting <inline-formula id="ieqn-299"><mml:math id="mml-ieqn-299"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-300"><mml:math id="mml-ieqn-300"><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> into <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-30">Eq. (30)</xref>, we can obtain <inline-formula id="ieqn-301"><mml:math id="mml-ieqn-301"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. Combined with <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-35">Eq. (35)</xref>, when <inline-formula id="ieqn-302"><mml:math id="mml-ieqn-302"><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, the optimal joint strategy of model <inline-formula id="ieqn-303"><mml:math id="mml-ieqn-303"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> can be expressed as <inline-formula id="ieqn-304"><mml:math id="mml-ieqn-304"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>Case 2. <inline-formula id="ieqn-305"><mml:math id="mml-ieqn-305"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. According to <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-34">Eq. (34)</xref>, it is easy to get <inline-formula id="ieqn-306"><mml:math id="mml-ieqn-306"><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. Simplify <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-31">Eq. (31)</xref>, we can obtain <inline-formula id="ieqn-307"><mml:math id="mml-ieqn-307"><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-308"><mml:math id="mml-ieqn-308"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula>. Further using <inline-formula id="ieqn-309"><mml:math id="mml-ieqn-309"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-32">Eq. (32)</xref>, we have <inline-formula id="ieqn-310"><mml:math id="mml-ieqn-310"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula>. Substitute <inline-formula id="ieqn-311"><mml:math id="mml-ieqn-311"><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> into <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-30">Eq. (30)</xref>, we obtain
<disp-formula id="eqn-37"><label>(37)</label><mml:math id="mml-eqn-37" display="block"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:msqrt><mml:msup><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:msqrt></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>Taking the first derivative on <inline-formula id="ieqn-312"><mml:math id="mml-ieqn-312"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:math></inline-formula> with respect to <italic>z</italic>, we get <inline-formula id="ieqn-313"><mml:math id="mml-ieqn-313"><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>3</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula id="ieqn-314"><mml:math id="mml-ieqn-314"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:math></inline-formula> is a decreasing function of <italic>z</italic>. Combined with <inline-formula id="ieqn-315"><mml:math id="mml-ieqn-315"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula>, the value range of <italic>z</italic> is <inline-formula id="ieqn-316"><mml:math id="mml-ieqn-316"><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. Thus, when <inline-formula id="ieqn-317"><mml:math id="mml-ieqn-317"><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, the optimal joint strategy of model <inline-formula id="ieqn-318"><mml:math id="mml-ieqn-318"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is <inline-formula id="ieqn-319"><mml:math id="mml-ieqn-319"><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>Case 3. <inline-formula id="ieqn-320"><mml:math id="mml-ieqn-320"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. Using <inline-formula id="ieqn-321"><mml:math id="mml-ieqn-321"><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-31">Eq. (31)</xref>, we can get <inline-formula id="ieqn-322"><mml:math id="mml-ieqn-322"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula>. Combined with <inline-formula id="ieqn-323"><mml:math id="mml-ieqn-323"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula>, it is easy to know <inline-formula id="ieqn-324"><mml:math id="mml-ieqn-324"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula>. Substitute it into <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-30">Eq. (30)</xref>, we have <inline-formula id="ieqn-325"><mml:math id="mml-ieqn-325"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. According to <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-37">Eq. (37)</xref>, we know that <inline-formula id="ieqn-326"><mml:math id="mml-ieqn-326"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:math></inline-formula> is a decreasing function of <italic>z</italic>. Because of <inline-formula id="ieqn-327"><mml:math id="mml-ieqn-327"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula>, the formula of <inline-formula id="ieqn-328"><mml:math id="mml-ieqn-328"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> holds.</p>
<p>From <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-32">Eq. (32)</xref>, we can deduce <inline-formula id="ieqn-329"><mml:math id="mml-ieqn-329"><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:msup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. It is easy to verify when <inline-formula id="ieqn-330"><mml:math id="mml-ieqn-330"><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula>, there doesn&#x2019;t exist any feasible solution to optimize the objective function. When <inline-formula id="ieqn-331"><mml:math id="mml-ieqn-331"><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula>, according to <inline-formula id="ieqn-332"><mml:math id="mml-ieqn-332"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula>, the optimal sustainable technology investment of model <inline-formula id="ieqn-333"><mml:math id="mml-ieqn-333"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is <inline-formula id="ieqn-334"><mml:math id="mml-ieqn-334"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. In this case, <inline-formula id="ieqn-335"><mml:math id="mml-ieqn-335"><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> holds. If not, the above equation yields <inline-formula id="ieqn-336"><mml:math id="mml-ieqn-336"><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:msup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, i.e., <inline-formula id="ieqn-337"><mml:math id="mml-ieqn-337"><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:msup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. It is in contradiction with <inline-formula id="ieqn-338"><mml:math id="mml-ieqn-338"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. Thus, when <inline-formula id="ieqn-339"><mml:math id="mml-ieqn-339"><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, the optimal joint strategy of model <inline-formula id="ieqn-340"><mml:math id="mml-ieqn-340"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is <inline-formula id="ieqn-341"><mml:math id="mml-ieqn-341"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>Case 4. <inline-formula id="ieqn-342"><mml:math id="mml-ieqn-342"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. Substituting <inline-formula id="ieqn-343"><mml:math id="mml-ieqn-343"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-344"><mml:math id="mml-ieqn-344"><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> into <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-31">Eq. (31)</xref> shows that there doesn&#x2019;t exist any feasible solution to optimize the objective function.</p>
<p><bold>Proof of Theorem 3.5.</bold></p>
<p>(i) Using <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-5">Eqs. (5)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-18">(18)</xref>, we have <inline-formula id="ieqn-345"><mml:math id="mml-ieqn-345"><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:msup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> or <inline-formula id="ieqn-346"><mml:math id="mml-ieqn-346"><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:msup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>. Since the optimal solution <inline-formula id="ieqn-347"><mml:math id="mml-ieqn-347"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> of model <inline-formula id="ieqn-348"><mml:math id="mml-ieqn-348"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the feasible solution of model <inline-formula id="ieqn-349"><mml:math id="mml-ieqn-349"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, we obtain <inline-formula id="ieqn-350"><mml:math id="mml-ieqn-350"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>. Similarly, <inline-formula id="ieqn-351"><mml:math id="mml-ieqn-351"><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>22</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi></mml:math></inline-formula> or <inline-formula id="ieqn-352"><mml:math id="mml-ieqn-352"><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>22</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi></mml:math></inline-formula> can be deduced from <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-7">Eqs. (7)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-18">(18)</xref>. Since the optimal solution <inline-formula id="ieqn-353"><mml:math id="mml-ieqn-353"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>22</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> of model <inline-formula id="ieqn-354"><mml:math id="mml-ieqn-354"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>22</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the feasible solution of model <inline-formula id="ieqn-355"><mml:math id="mml-ieqn-355"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, we have <inline-formula id="ieqn-356"><mml:math id="mml-ieqn-356"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>22</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>22</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>22</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>. Due to the fact that <inline-formula id="ieqn-357"><mml:math id="mml-ieqn-357"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-358"><mml:math id="mml-ieqn-358"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>22</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>22</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math></inline-formula>, the relationship between the expected profits of <inline-formula id="ieqn-359"><mml:math id="mml-ieqn-359"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-360"><mml:math id="mml-ieqn-360"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is <inline-formula id="ieqn-361"><mml:math id="mml-ieqn-361"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>According to the aforementioned proof, we know that if <inline-formula id="ieqn-362"><mml:math id="mml-ieqn-362"><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, then <inline-formula id="ieqn-363"><mml:math id="mml-ieqn-363"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-364"><mml:math id="mml-ieqn-364"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>22</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. Substitute them into <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-3">Eq. (3)</xref>, we get <inline-formula id="ieqn-365"><mml:math id="mml-ieqn-365"><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>22</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi></mml:math></inline-formula>. If <inline-formula id="ieqn-366"><mml:math id="mml-ieqn-366"><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, then <inline-formula id="ieqn-367"><mml:math id="mml-ieqn-367"><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> or <inline-formula id="ieqn-368"><mml:math id="mml-ieqn-368"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-369"><mml:math id="mml-ieqn-369"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>22</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula>. Thus, <inline-formula id="ieqn-370"><mml:math id="mml-ieqn-370"><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>22</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi></mml:math></inline-formula> is obtained. The relationship between carbon emissions of <inline-formula id="ieqn-371"><mml:math id="mml-ieqn-371"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-372"><mml:math id="mml-ieqn-372"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is <inline-formula id="ieqn-373"><mml:math id="mml-ieqn-373"><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>22</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>(ii) According to Theorem 3.1 and Theorem 3.4, it is easy to verify the conclusion by taking <inline-formula id="ieqn-374"><mml:math id="mml-ieqn-374"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-375"><mml:math id="mml-ieqn-375"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> into the carbon emission function.</p>
</app>
</app-group>
</back>
</article>