<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD with MathML3 v1.4 20241031//EN" "JATS-journalpublishing1-4-mathml3.dtd">
<article article-type="research-article" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xml:lang="en" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">GGD</journal-id>
<journal-title-group>
<journal-title>Groups, Geometry, and Dynamics</journal-title>
</journal-title-group>
<issn pub-type="ppub">1661-7207</issn>
<issn pub-type="epub">1661-7215</issn>
<publisher>
<publisher-name>EMS Press</publisher-name>
<publisher-loc>Berlin, Germany</publisher-loc>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="doi">10.4171/GGD/950</article-id>
<article-version article-version-type="status">Article in press</article-version>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject></subject>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>On the isoperimetric functions of a class of Artin groups</article-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author">
<contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0009-0005-1993-1846</contrib-id>
<name>
<surname>Juh&#x00E1;sz</surname>
<given-names>Arye</given-names>
</name>
<email xlink:href="mailto:arju@technion.ac.il">arju@technion.ac.il</email>
<xref ref-type="aff" rid="j_GGD950_aff_001"/>
</contrib>
<aff id="j_GGD950_aff_001"><institution content-type="dept">Department of Mathematics</institution>, <institution content-type="university">Technion &#x2013; Israel Institute of Technology</institution>,<city>32000 Haifa</city>, <country>Israel</country></aff>
</contrib-group>
<pub-date pub-type="epub">
<day>22</day>
<month>04</month>
<year>2026</year>
</pub-date>
<volume>20</volume>
<issue>3</issue>
<fpage>771</fpage>
<lpage>796</lpage>
<history>
<date date-type="received">
<day>09</day>
<month>11</month>
<year>2022</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>&#x00A9; 2026 European Mathematical Society</copyright-statement>
<copyright-year>2026</copyright-year>
<license license-type="open-access" specific-use="rights-object-archive-dnb" xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0">
<license-p>This work is licensed under a CC BY 4.0 license.</license-p>
</license>
</permissions>
<abstract>
<title>Abstract</title>
<p>We find a polynomial&#x00A0;(<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>6</mml:mn></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(n^{6}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>) isoperimetric function for Artin groups, the defining graph of which contains no edges labelled by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mn>3</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[\(3\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. This in particular shows that even Artin groups have solvable word problem. We use small cancellation theory of relative extended presentations.</p>
</abstract>
<kwd-group kwd-group-type="code">
<title>Mathematics Subject Classification 2020</title>
<kwd>20F10 (primary)</kwd>
<kwd>(secondary)</kwd>
</kwd-group>
<kwd-group>
<title>Keywords</title>
<kwd>word problem</kwd>
<kwd>relative presentations</kwd>
<kwd>Artin groups</kwd>
<kwd>van Kampen diagrams</kwd>
</kwd-group>
<counts>
<fig-count count="6"/>
<ref-count count="10"/>
<page-count count="26"/>
</counts>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="j_GGD950_s_001">
<label>1.</label>
<title>Introduction</title>
<p>Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>&#x2115;</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(m,n\in{\mathbb{N}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x2115;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathbb{N}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> &#x2013; the natural numbers), <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(m\geq 0\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(n\geq 1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Gamma\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a simple graph without loops, with vertex set <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2026;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(V=\{v_{1},\ldots,v_{n}\}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and edge set <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2026;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(E=\{e_{1},\ldots,e_{m}\}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Label the edges by natural numbers via a labelling function <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo lspace="0.278em" rspace="0.278em">:</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x2115;</mml:mi><mml:mo>&#x2216;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lambda:E\rightarrow{\mathbb{N}}\setminus\{1\}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Denote <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lambda(e)=n_{ij}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where the edge <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>e</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(e\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> connects <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(v_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> to <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(v_{j}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(i\neq j\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(n_{ij}=n_{ji}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>), and let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(n_{ij}=0\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> if <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(v_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(v_{j}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are not connected by an edge. For every such labelled graph corresponds a group presentation</p>
<p><disp-formula id="j_GGD950_eq_001_001">
<label>(1.1)</label>
<alternatives><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1d4ab;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x27E8;</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo fence="true">&#x2223;</mml:mo><mml:mi>&#x211B;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x27E9;</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$$\displaystyle{\mathcal{P}}(\Gamma)=\langle X\mid{\mathcal{R}}\rangle$$]]></tex-math>
</alternatives>
</disp-formula></p>
<p>such that</p>
<p><inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(X=\{x_{v},v\in V\}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>&#x211B;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\({\mathcal{R}}=\{R_{e},e\in E\}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, denote <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(x_{{v_{i}}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(x_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>,</p>
<p><inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(R_{e}=(x_{i}x_{j})^{{\frac{1}{2}n_{ij}}}(x_{i}^{-1}x_{j}^{-1})^{{\frac{1}{2}n_{ij}}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, if <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(n_{ij}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is even and</p>
<p><inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:msup><mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(R_{e}=(x_{i}x_{j})^{{\frac{n_{ij}-1}{2}}}x_{i}(x_{i}^{-1}x_{j}^{-1})^{{\frac{n_{ij}-1}{2}}}x_{j}^{-1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, if <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(n_{ij}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is odd.</p>
<p>The group presented by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>&#x1d4ab;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\({\mathcal{P}}(\Gamma)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is denoted by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(A(\Gamma)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and is called the <italic>Artin group defined by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Gamma\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula></italic>.</p>
<statement content-type="examples" id="j_GGD950_stat_001">
<title>Examples 1.</title>
<p><list list-type="custom">
<list-item>
<label>(1)</label>
<p id="j_GGD950_list_001_001_001"><inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(n_{ij}=0\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for every <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(i,j\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(1\leq i < j\leq n\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(A(\Gamma)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the free group on <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>X</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(X\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></list-item>
<list-item>
<label>(2)</label>
<p id="j_GGD950_list_001_001_002"><inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(n_{ij}=2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for every <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(i,j\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(1\leq i < j\leq n\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(A(\Gamma)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the free abelian group on <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>X</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(X\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></list-item>
<list-item>
<label>(3)</label>
<p id="j_GGD950_list_001_001_003"><inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(n_{ij}\in\{0,2\}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for every <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(i,j\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(1\leq i < j\leq n\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(A(\Gamma)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is called <italic>right-angled Artin group</italic>.</p></list-item>
<list-item>
<label>(4)</label>
<p id="j_GGD950_list_001_001_004"><inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x2115;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(n_{ij}\in 2{\mathbb{N}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for every <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(i,j\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(1\leq i < j\leq n\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(A(\Gamma)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is called an <italic>even Artin group</italic>.</p></list-item>
<list-item>
<label>(5)</label>
<p id="j_GGD950_list_001_001_005"><inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(n_{ij}\neq 2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for every <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>i</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(i\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>j</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(j\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(1\leq i < j\leq n\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(A(\Gamma)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is said to be of <italic>large type</italic>.</p></list-item>
</list></p>
</statement>
<p>To each Artin group <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(A(\Gamma)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, there corresponds a Coxeter group <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>W</mml:mi><mml:mi>A</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(W_{A}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, obtained by adding the relators <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(x_{i}^{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2026;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(i=1,\ldots,n\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. An Artin group is said to be of <italic>spherical type</italic> if <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>W</mml:mi><mml:mi>A</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(W_{A}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a finite group. The graphs of the spherical type Artin groups are classically known. An Artin group is said to be of <italic>FC&#x00A0;type</italic> if it belongs to the smallest class of Artin groups which are closed under amalgamation along standard parabolic subgroups and contain all the spherical type Artin groups. Standard parabolic subgroups are the subgroups which are generated by subsets of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>X</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(X\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>We recall isoperimetric functions. Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>G</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(G\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a group presented by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>&#x1d4ab;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x27E8;</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo fence="true">&#x2223;</mml:mo><mml:mi>&#x211B;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x27E9;</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\({\mathcal{P}}=\langle X\mid{\mathcal{R}}\rangle\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(W\in F(X)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(F(X)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be the free group freely generated by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>X</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(X\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>,&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>W</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(W\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> cyclically reduced (i.e.,&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi><mml:mi>W</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(WW\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> contains neither <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(xx^{-1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> nor <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(x^{-1}x\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(x\in X\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>). Then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>W</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(W\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> represents <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[\(1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> if and only if</p>
<p><disp-formula id="j_GGD950_eq_001_002">
<label>(1.2)</label>
<alternatives><mml:math display="block"><mml:mtable columnspacing="0pt" rowspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="right"><mml:mi>W</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd columnalign="left"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi/><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x22EF;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:msub></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd/><mml:mtd columnalign="left"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2003;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="right"><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd columnalign="left"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi/><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>f</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd/><mml:mtd columnalign="left"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2003;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo rspace="0.337em">,</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x211B;</mml:mi><mml:mtext>&#x00A0;and&#x00A0;</mml:mtext><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mtext>.</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$$\displaystyle\begin{aligned} W & =C_{1}\cdots C_{k_{w}}, & & \quad k_{w}\geq 1,\\
C_{i} & =f_{i}R_{i}^{\varepsilon_{i}}f_{i}^{-1}, & & \quad f_{i}\in F(X),\,R_{i}\in{\mathcal{R}}\text{ and }\varepsilon\in\{1,-1\}.\end{aligned}$$]]></tex-math>
</alternatives>
</disp-formula></p>
<p>A function <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo lspace="0.278em" rspace="0.278em">:</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x2115;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mi>&#x2115;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(g:{\mathbb{N}}\rightarrow{\mathbb{N}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is an <italic>isoperimetric function</italic> for the presentation <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>&#x1d4ab;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x27E8;</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo fence="true">&#x2223;</mml:mo><mml:mi>&#x211B;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x27E9;</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\({\mathcal{P}}=\langle X\mid{\mathcal{R}}\rangle\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> if for every word <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>W</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(W\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> which represents <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[\(1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of the group <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>G</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(G\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>,&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>W</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(k_{W}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in&#x00A0;(<xref rid="j_GGD950_eq_001_002" ref-type="disp-formula">1.2</xref>) satisfies <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>W</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(k_{W}\leq g(\lvert W\rvert)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Here <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert W\rvert\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> denotes the length of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>W</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(W\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(F(X)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>The isoperimetric functions are known for spherical type, FC type, large type, right-angled Artin groups and some other classes of Artin groups. See&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_001" ref-type="bibr">1</xref>, <xref rid="j_GGD950_ref_004" ref-type="bibr">4</xref>, <xref rid="j_GGD950_ref_005" ref-type="bibr">5</xref>].</p>
<p><bold>Main Theorem.</bold> <italic>Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>A</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(A\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be an Artin group, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(A=A(\Gamma)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. If <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(n_{ij}\neq 3\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for every <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(n_{ij}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(1\leq i < j\leq n\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>6</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(f(n)=n^{6}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is an isoperimetric function for <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>&#x1d4ab;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\({\mathcal{P}}(\Gamma)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</italic></p>
<p>We believe that&#x00A0;&#x201C;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mn>6</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[\(6\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>&#x201D; can be replaced by&#x00A0;&#x201C;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mn>2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[\(2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>&#x201D;.</p>
<statement content-type="corollary" id="j_GGD950_stat_002">
<title>Corollary.</title>
<p><italic>Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(A(\Gamma)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be an Artin group. If <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(n_{ij}\neq 3\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for every <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(i,j\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(1\leq i < j\leq n\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>A</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(A\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has solvable word problem. In particular, even Artin groups have solvable word problem.</italic></p>
</statement>
<p>The corollary has been established recently also in [<xref rid="j_GGD950_ref_009" ref-type="bibr">9</xref>], using a completely different method.</p>
<p>Our basic method is small cancellation theory of extended (relative) presentations via van Kampen and Howie diagrams (see&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_006" ref-type="bibr">6</xref>, Lemma&#x00A0;1.2.2, Remark&#x00A0;1.2.3]). (Recall that a van Kampen <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x211B;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{R}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-diagram over <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(F(X)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a connected, simply connected labelled planar <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mn>2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[\(2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-complex, labelled by elements of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(F(X)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that the labels of the boundary of the <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mn>2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[\(2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-cells are elements of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x211B;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{R}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. We say that the corresponding <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mn>2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[\(2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-cell (region) <italic>realises</italic> the element of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x211B;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{R}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.)</p>
<p><italic>The original version of this article appeared in</italic>&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_006" ref-type="bibr">6</xref>] <italic>and has been approved by the referee. The present article is a shortened version of it.</italic></p>
<p><bold>Outline of the proof of the Main Theorem.</bold> In order to find an isoperimetric function for the presentation <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x1d4ab;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{P}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we have to find an upper bound on the number <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(k_{w}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in&#x00A0;(<xref rid="j_GGD950_eq_001_002" ref-type="disp-formula">1.2</xref>) in terms of the length <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert W\rvert\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>W</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(W\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for every <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>W</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(W\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> representing <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[\(1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in the group defined by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x1d4ab;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{P}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. By the basic theorem of van Kampen diagrams, for every cyclically reduced <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>W</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(W\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> representing <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[\(1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, there is a van Kampen diagram <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with boundary label <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>W</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(W\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that the number of regions in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is at most <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>W</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(k_{W}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. See&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_010" ref-type="bibr">10</xref>, Chapter&#x00A0;V]. So our problem can be considered as a counting problem in van Kampen diagrams, and this is our approach. We use the following simple basic principles, together with the well-known result in Proposition&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_003" ref-type="statement">1</xref>. Thus let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>S</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(S\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a finite set. In order to count the elements of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>S</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(S\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we subdivide <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>S</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(S\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> into subsets <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2026;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(S_{1},\ldots,S_{m}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that we know <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>m</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(m\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and know the maximal possible number <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>n</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(n\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of elements in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(S_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2026;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(i=1,\ldots,m\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>S</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(S\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has at most <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(mn\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> elements. In our case, Proposition&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_003" ref-type="statement">1</xref> provides the first approximation to the numbers <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>m</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(m\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>n</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(n\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, in terms of the length of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>W</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(W\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<statement content-type="proposition" id="j_GGD950_stat_003">
<title>Proposition 1.</title>
<p><italic>Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a reduced van Kampen <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x211B;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{R}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-diagram over <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(F(X)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>W</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(W\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a boundary label of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, cyclically reduced. Assume <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> satisfies conditions <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathrm{C}(4)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathrm{T}(4)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Suppose that each piece has length <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[\(1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then each of the following holds:</italic></p>
<p><list list-type="custom">
<list-item>
<label>(a)</label>
<p id="j_GGD950_list_001_002_001">
<italic>For each region</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>of</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, we have</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert\partial\Delta\rvert\leq\lvert W\rvert\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></list-item>
<list-item>
<label>(b)</label>
<p id="j_GGD950_list_001_002_002">
<italic>The number</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert M\rvert\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>of regions</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>in</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is at most</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert W\rvert^{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></list-item>
</list></p>
</statement>
<p>Hence if our diagram <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> would be a <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathrm{C}(4)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathrm{T}(4)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> diagram, then by part&#x00A0;(<xref rid="j_GGD950_list_001_002_002" ref-type="list">b</xref>) of the proposition, the number of regions in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> would be bounded by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert W\rvert^{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Being this not the case, we first modify our approach. The core idea is not to try to estimate the number of all the regions via a result like Proposition&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_003" ref-type="statement">1</xref> but to use that result for the estimation of a part of the regions only, namely, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:msup><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert\operatorname{Reg}_{4^{+}}(M)\rvert\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the number of regions of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> having boundary cycle of length at least <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mn>8</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[\(8\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and then relate <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert\operatorname{Reg}_{2}(M)\rvert\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the number of remaining regions, to <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:msup><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert\operatorname{Reg}_{4^{+}}(M)\rvert\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>In this direction, we have the following.</p>
<statement content-type="theorem" id="j_GGD950_stat_004">
<title>Theorem 1.</title>
<p><italic>Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a van Kampen <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x211B;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{R}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-diagram,&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x211B;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{R}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> given by</italic>&#x00A0;(<xref rid="j_GGD950_eq_001_001" ref-type="disp-formula">1.1</xref>). <italic>Assume</italic></p>
<p><disp-formula id="j_GGD950_eq_001_003">
<label>(1.3)</label>
<alternatives><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x211B;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub><mml:mo fence="true">&#x2223;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2003;</mml:mi><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi mathvariant="normal">&#x2003;</mml:mi><mml:mtext style="font-style: italic;">for every&#x00A0;</mml:mtext><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mtext>.</mml:mtext></mml:mrow></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$$\displaystyle{\mathcal{R}}=\{R_{e}\mid e\in E\},\quad\lambda(e)\neq 3\quad\text{for every }e\in E.$$]]></tex-math>
</alternatives>
</disp-formula></p>
<p><italic>Then there is a van Kampen diagram <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M^{\prime}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with the same boundary label as <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:msup><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert\operatorname{Reg}_{4^{+}}(M^{\prime})\rvert\leq\lvert\partial M\rvert^{4}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</italic></p>
</statement>
<p>For the proof, see&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_006" ref-type="bibr">6</xref>, pp.&#x00A0;5&#x2013;11,105].</p>
<p>Now, we relate the number of regions in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Reg}_{2}(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> to the number of regions in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:msup><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Reg}_{4^{+}}(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. First, let us state a definition.</p>
<statement content-type="definition" id="j_GGD950_stat_005">
<title>Definition 1</title>
<p>(<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(a\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-Bands). Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D_{1},D_{2}\in\operatorname{Reg}_{2}(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Supp</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Supp</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Supp}(D_{1})=\{a,x\},\operatorname{Supp}(D_{2})=\{a,y\}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(x=y\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is not excluded). Say that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are <italic><inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(a\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-neighbours</italic> if <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo lspace="0.278em">:=</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo lspace="0.111em">&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\theta:=\partial D_{1}\cap\partial D_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> contains a subpath <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\theta_{0}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with label <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x00B1;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(a^{\pm 1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. (We consider <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as a neighbour of itself, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(i=1,2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.) The transitive closure of &#x201C;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(a\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-neighbourhood&#x201D; is an equivalence relation. For <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D\in\operatorname{Reg}_{2}(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Supp</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Supp}(D)=\{a,x\}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, denote by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\hat{L}_{a}(D)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(a\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-equivalence class of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>D</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(L_{a}(D)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be the subdiagram of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> generated by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\smash{\hat{L}_{a}(D)}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Call <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(L_{a}(D)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the <italic><inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(a\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-band generated by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>D</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula></italic>. Denote by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>Str</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Str}(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the collection of all the bands in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Clearly,</p>
<p><disp-formula>
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo rspace="0.111em">=</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munder><mml:mo movablelimits="false">&#x22C3;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Str</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mtext>.</mml:mtext></mml:mrow></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$$\operatorname{Reg}_{2}(M)=\bigcup_{L\in\operatorname{Str}(M)}\operatorname{Reg}(L).$$]]></tex-math>
</alternatives>
</disp-formula></p>
<p>We make the observation that every band either starts on the boundary of a region in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:msup><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Reg}_{4^{+}}(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> or on the boundary of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The same is true for the ends of bands. Hence we can estimate the number of bands in terms of the number of regions from <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:msup><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Reg}_{4^{+}}(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Next, we show that the number of regions in a band is bounded by the number of bands. Relying on Theorem&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_004" ref-type="statement">1</xref>, this easily implies that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert\operatorname{Reg}_{2}(M)\rvert\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is bounded by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert\partial M\rvert^{6}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. See&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_006" ref-type="bibr">6</xref>, pp.&#x00A0;10&#x2013;12].</p>
</statement>
<p>The proof of the Main Theorem is reduced to the proofs of Theorems&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_006" ref-type="statement">A</xref>&#x2013;<xref rid="j_GGD950_stat_008" ref-type="statement">C</xref> and some results on the way to their proofs. In the rest of the work, we concentrate on their proofs. We assume that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x211B;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{R}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is given by&#x00A0;(<xref rid="j_GGD950_eq_001_003" ref-type="disp-formula">1.3</xref>).</p>
<p>See Definition&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_002_005" ref-type="statement">2.1.4</xref> for <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{M}_{3}(W)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<statement content-type="theorem" id="j_GGD950_stat_006">
<title>Theorem A.</title>
<p><italic>Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a van Kampen <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x211B;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{R}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-diagram over <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>F</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(F\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with cyclically reduced boundary label&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>W</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(W\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. If <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\in\mathcal{M}_{3}(W)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\smash{\tilde{\mathbb{M}}^{t}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> satisfies the small cancellation conditions&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathrm{C}(4)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathrm{T}(4)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for every <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(t\in T(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</italic></p>
</statement>
<statement content-type="theorem" id="j_GGD950_stat_007">
<title>Theorem B.</title>
<p><italic>Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a van Kampen <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x211B;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{R}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-diagram over <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>F</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(F\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with cyclically reduced boundary label <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>W</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(W\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. If <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\in\mathcal{M}_{3}(W)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then for every region <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>D</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Reg}(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> realising a relation <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(R(a,t)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lVert W\rVert_{t}\geq n(a,t)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lVert W\rVert_{a}\geq n(a,t)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>,&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(a\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>t</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(t\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>T</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(T\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</italic></p>
</statement>
<p>The main theorem obtained from the proof of Theorem&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_004" ref-type="statement">1</xref> and the main result is Theorem&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_008" ref-type="statement">C</xref>, which is a variant of Greendlinger&#x2019;s lemma.</p>
<statement content-type="theorem" id="j_GGD950_stat_008">
<title>Theorem C</title>
<p>(Greendlinger&#x2019;s lemma). <italic>Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(A(\Gamma)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be an Artin group given by</italic>&#x00A0;(<xref rid="j_GGD950_eq_001_003" ref-type="disp-formula">1.3</xref>). <italic>Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M_{0}\in\mathcal{M}_{3}(W)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (see Definition</italic>&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_002_005" ref-type="statement">2.1.4</xref><italic>) be a connected, simply connected minimal <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x211B;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\({\mathcal{R}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-diagram over <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>F</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(F\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with cyclically reduced boundary label <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(W,W\neq 1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(A(\Gamma_{2})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</italic></p>
<p><italic>Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>W</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>W</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(W=W_{1}W^{-1}_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be reduced as written. Then there is a van Kampen diagram <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M,M\in\mathcal{M}_{3}(W)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, with boundary cycle <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\omega\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, such that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\omega\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> decomposes into <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\omega=\omega_{1}\omega^{-1}_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\omega_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> labelled with <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>W</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(W_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(i=1,2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and one of the following holds:</italic></p>
<p><list list-type="custom">
<list-item><label>(a)</label><p id="j_GGD950_list_001_003_001"><italic>There is a boundary region</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:msup><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(K\in\operatorname{Reg}_{4^{+}}({\mathbb{M}})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>with</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial K\cap\omega_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>connected,</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo fence="true" rspace="0.1389em" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo lspace="0.1389em">&#x2265;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lVert\partial K\cap\omega_{i}\rVert\geq n(K)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, for</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(i=1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>or</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(i=2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, where</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:msup><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo fence="true">&#x2223;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Reg}_{4^{+}}({\mathbb{M}})=\{K\in\operatorname{Reg}({\mathbb{M}})\mid n(K)\geq 4\}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. <italic>Moreover,</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert\xi\rvert\leq\lvert\partial K\cap\omega_{i}\rvert\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, where</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\xi\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is the complement of</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial K\cap\omega_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>on</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial K\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></list-item>
<list-item><label>(b)</label><p id="j_GGD950_list_001_003_002"><italic>There are boundary regions</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D_{1},D_{2}\in\operatorname{Reg}_{2}(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>with</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial D_{i}\cap\omega_{j}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>connected,</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert\partial D_{i}\cap\omega_{j}\rvert\geq 2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, for</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(j=1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>or for</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(j=2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></list-item>
<list-item><label>(c)</label><p id="j_GGD950_list_001_003_003"><italic>There is a region</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D\in\operatorname{Reg}_{2}(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>with</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial D\cap\omega_{j}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>connected,</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert\partial D\cap\omega_{j}\rvert\geq 2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, and there is a region</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:msup><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(K\in\operatorname{Reg}_{4^{+}}(\mathbb{M})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>with</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial K\cap\omega_{j}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>connected,</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo fence="true" rspace="0.1389em" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo lspace="0.1389em">&#x2265;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lVert\partial D\cap\omega_{j}\rVert\geq 2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, for</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(j=1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>or for</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(j=2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></list-item>
</list></p>
</statement>
<p><bold>Overview of the present work.</bold> The goals of the work are</p>
<p><list list-type="custom">
<list-item>
<label>(1)</label>
<p id="j_GGD950_list_001_004_001">to estimate the number of regions in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:msup><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Reg}_{4^{+}}(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>,</p></list-item>
<list-item>
<label>(2)</label>
<p id="j_GGD950_list_001_004_002">to estimate the number of regions in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Reg}_{2}(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></list-item>
</list></p>
<p>The idea behind&#x00A0;(<xref rid="j_GGD950_list_001_004_001" ref-type="list">1</xref>) is to count the number of regions in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\smash{\tilde{\mathbb{M}}^{t}},t\in T(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (for notations, see&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_006" ref-type="bibr">6</xref>, the&#x00A0;three constructions on pp.&#x00A0;6,&#x00A0;7,&#x00A0;11]) where due to Theorem&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_006" ref-type="statement">A</xref>, conditions&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathrm{C}(4)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathrm{T}(4)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are satisfied, hence we may do this, and then to show that the number of regions in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{\mathbb{M}}^{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Reg}_{4^{+},t}\mathbb{M}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the same, via a natural mapping <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\psi_{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of diagrams which sends a region <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\({\mathbb{M}}_{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> to a uniquely defined region <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{\Delta}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mover accent="true"><mml:msup><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\widetilde{\mathbb{M}^{t}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. For <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Psi_{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, see&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_006" ref-type="bibr">6</xref>, pp.&#x00A0;79&#x2013;81]. One of the problems is that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\smash{\tilde{\mathbb{M}}^{t}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is obtained from <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\({\mathbb{M}}_{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> by shrinking edges and identifying vertices; hence in principle,&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{\Delta}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> may shrink to an edge or a vertex. Thus our task is to show that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\psi_{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\psi^{-1}_{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>) does not cause deformation and collapse of regions. One of the classical methods to avoid deformations in diagrams is by Greendlinger&#x2019;s lemma. It roughly says that a diagram with at least two regions has at least two Greendlinger regions, the boundary of which contains a big portion of the relators. See&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_006" ref-type="bibr">6</xref>, Definition&#x00A0;1.3.1]. In general terms, it shows that if there is a kind of deformation in certain subdiagrams, then certain events are simultaneously unavoidable and forbidden, which of course is absurd. Hence no deformation occurs. For example, consider a reduced diagram in which every region has boundary label <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>U</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(U^{n}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>,&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>U</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(U\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> cyclically reduced, not proper power,&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(n\geq 7\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Suppose that the boundary of a region <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>E</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(E\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is not simple closed. (This is the deformation which we would like to avoid.) Then there is a loop in the boundary of the region which surrounds a disc <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>Q</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the boundary of which is labelled by a subword of the cyclic word <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>U</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(U^{n}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Suppose that in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>Q</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we have Greendlinger&#x2019;s lemma. Then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>Q</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has a boundary region <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>D</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial D\cap\partial Q\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> connected such that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>U</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert\partial D\cap\partial Q\rvert\geq 3\lvert U\rvert\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Hence <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>D</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>E</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(E\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> necessarily have a common (unavoidable) piece of length at least <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>U</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(3\lvert U\rvert\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. But such a word is forbidden, because due to <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>U</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(U\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> not being a proper power, this would mean that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>D</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> cancels <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>E</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(E\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, violating that the diagram is reduced. (Though we do not use this example, we use its underlying idea. See the proofs of Propositions&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_002_011" ref-type="statement">2.1.7</xref> and&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_002_012" ref-type="statement">2.1.8</xref> in&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_006" ref-type="bibr">6</xref>].) Coming back to the context of our work, notice that by Theorem&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_008" ref-type="statement">C</xref>, every bigonal <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x211B;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\({\mathcal{R}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-diagram <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, that is, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial M=\omega_{1}\omega_{2}^{-1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has a generalised Greendlinger region on one of the sides <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\omega_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of the bigon. Since <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mover accent="true"><mml:msup><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\widetilde{\mathbb{M}^{t}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> does satisfy&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathrm{C}(4)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathrm{T}(4)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, hence it has Greendlinger regions. The natural candidates for Greendlinger&#x2019;s regions in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are the images (by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Psi_{t}^{-1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>) of the Greendlinger regions of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mover accent="true"><mml:msup><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\widetilde{\mathbb{M}^{t}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The problem is that while Greendlinger regions are boundary regions, our candidates in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> need not be. So we need a technique to &#x201C;move&#x201D; inner regions to the boundary. More precisely, to show that there is a diagram with the same boundary label as <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in which the candidates are boundary regions. We do this by observing that since the generators of the second homotopy group of the defining complex are prisms, we can replace one half of the prism by its complement by a rotation of the prism. In <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, this has the effect of moving a region which occurs both in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and in the prism. See&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_006" ref-type="bibr">6</xref>, Section&#x00A0;3]. The involvement of the second homotopy group requires the introduction of extended presentations.</p>
<p>Finally, we have to count <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert\operatorname{Reg}_{2}(M)\rvert\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. To this end, it is enough to show that two bands cannot intersect more than once (see Section&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_s_004" ref-type="sec">4</xref>). Essentially, we prove this simultaneously with the other main proposition (see Section&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_s_004" ref-type="sec">4</xref>).</p>
<p>The ideas developed here lead to further results for Artin groups <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>A</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(A\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> dealt with in the present work. Recall that a parabolic subgroup of an Artin group is a conjugate of a standard parabolic subgroup. In&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_007" ref-type="bibr">7</xref>], we show that the intersection of parabolic subgroups is parabolic. Also, we describe fusion in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>A</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(A\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. In particular, we show that in even Artin groups, every standard parabolic subgroup <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>P</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(P\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> controls fusion in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>P</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(P\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (i.e., if two elements of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>P</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(P\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are conjugate in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>A</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(A\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then they are already conjugate in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>P</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(P\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>).</p>
<p>Together with further ideas, we show in&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_008" ref-type="bibr">8</xref>] that locally reducible Artin groups (i.e., no&#x00A0;(2.3.3), (2.3.4) and&#x00A0;(2.3.5) type standard parabolics occur) have polynomial <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>6</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\((n^{6})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> isoperimetric functions.</p>
<p>The work is organised as follows:</p>
<p><list list-type="bullet">
<list-item>
<p id="j_GGD950_list_001_005_001">In Section&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_s_002" ref-type="sec">2</xref>, we introduce the diagrams <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathbb{M}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathbb{M}_{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and show that they are adequate. Also,&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is adequate.</p></list-item>
<list-item>
<p id="j_GGD950_list_001_005_002">In Section&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_s_003" ref-type="sec">3</xref>, we consider extended presentations, Howie diagrams, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x2110;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{I}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-moves and banded diagrams.</p></list-item>
<list-item>
<p id="j_GGD950_list_001_005_003">In Section&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_s_004" ref-type="sec">4</xref>, we consider the connection between <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathbb{M}_{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mover accent="true"><mml:msup><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\smash{\widetilde{\mathbb{M}^{t}}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and prove the main theorems.</p></list-item>
</list></p>
</sec>
<sec id="j_GGD950_s_002">
<label>2.</label>
<title>The diagrams&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathbb{M}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>,&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathbb{M}_{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\({\tilde{\mathbb{M}}}^{t},t\in T(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula></title>
<sec id="j_GGD950_s_002_s_001">
<label>2.1.</label>
<title>The diagrams&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathbb{M}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathbb{M}_{t},t\in T(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula></title>
<p>Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a simply connected <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x211B;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{R}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-diagram over <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>F</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(F\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>,&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x211B;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{R}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> given by&#x00A0;(<xref rid="j_GGD950_eq_001_003" ref-type="disp-formula">1.3</xref>), and let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(t\in T(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Denote by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Reg}_{H_{t}}(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the set of all the regions of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the boundaries of which are labelled only by letters from <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(H_{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x27E8;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x27E9;</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(H_{t}=\langle X-\{t\}\rangle\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>). Denote by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Reg}_{t}(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the set of all the regions of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the boundaries of which have labels from <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x27E8;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x27E9;</mml:mo></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\langle t\rangle\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and also from <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(H_{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Thus <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Reg}(M)=\operatorname{Reg}_{t}(M)\cup\operatorname{Reg}_{\smash{H_{t}}}(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. We subdivide <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Reg}_{t}(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> further by</p>
<p><disp-formula>
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mtext>,</mml:mtext></mml:mrow></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$$\operatorname{Reg}_{t}(M)=\operatorname{Reg}_{4^{+},t}(M)\cup\operatorname{Reg}_{2,t}(M),$$]]></tex-math>
</alternatives>
</disp-formula></p>
<p>where <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Reg}_{4^{+},t}(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the set of regions in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Reg}_{t}(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with boundary length at least <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mn>8</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[\(8\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Reg}_{2,t}(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the set of regions in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Reg}_{t}(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with boundary length <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mn>4</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[\(4\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. We have for <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(t\in T\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula></p>
<p><disp-formula id="j_GGD950_eq_002_001">
<label>(2.1)</label>
<alternatives><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mtext>.</mml:mtext></mml:mrow></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$$\displaystyle\operatorname{Reg}(M)=\operatorname{Reg}_{4^{+},t}(M)\cup\operatorname{Reg}_{H_{t}}(M)\cup\operatorname{Reg}_{2,t}(M).$$]]></tex-math>
</alternatives>
</disp-formula></p>
<p>For the definition of the diagrams <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathbb{M}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathbb{M}_{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we introduce equivalence relations &#x201C;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:munder accentunder="false"><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:munder></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\smash{\underset{t}{\sim}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>&#x201D;,&#x00A0;&#x201C;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:munder accentunder="false"><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:munder></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\smash{\underset{H_{t}}{\sim}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>&#x201D; and &#x201C;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:munder accentunder="false"><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:munder></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\smash{\underset{B_{t}}{\sim}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>&#x201D; on <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Reg}_{4^{+},t}(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Reg}_{\smash{H_{t}}}(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Reg}_{2,t}(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, respectively.</p>
<statement content-type="definition" id="j_GGD950_stat_002_001">
<title>Definition 2.1.1</title>
<p>(of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:munder accentunder="false"><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:munder></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\smash{\underset{t}{\sim}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>). Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be regions in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Reg}_{4^{+},t}(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Say that they are&#x00A0;<italic><inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>t</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(t\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-friends</italic> if the following hold:</p>
<p><list list-type="custom">
<list-item>
<label>(i)</label>
<p id="j_GGD950_list_002_001_001"><inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial D_{1}\cap\partial D_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> contains an edge.</p></list-item>
<list-item>
<label>(ii)</label>
<p id="j_GGD950_list_002_001_002"><inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Supp</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Supp</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Supp}(\partial D_{1})=\operatorname{Supp}(\partial D_{2})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></list-item>
</list></p>
<p>Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:munder accentunder="false"><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:munder></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\({\underset{t}{\sim}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>&#x00A0; be the transitive closure of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>t</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(t\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-friendness. It is easy to see that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:munder accentunder="false"><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:munder></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\({\underset{t}{\sim}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>&#x00A0; is an equivalence relation on <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Reg}_{4^{+},t}(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Denote by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\([D]_{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:munder accentunder="false"><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:munder></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\({\underset{t}{\sim}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>&#x00A0; equivalence class of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>D</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</statement>
<statement content-type="definition" id="j_GGD950_stat_002_002">
<title>Definition 2.1.2</title>
<p>(of&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:munder accentunder="false"><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:munder></mml:math><tex-math><![CDATA[\({\underset{H_{t}}{\sim}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>). Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be regions in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Reg}_{H_{t}}(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Say that they are <italic><inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(H_{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-friends</italic> if <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial D_{1}\cap\partial D_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> contains an edge. Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:munder accentunder="false"><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:munder></mml:math><tex-math><![CDATA[\({\underset{H_{t}}{\sim}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>be the transitive closure of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(H_{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-friendness. Then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:munder accentunder="false"><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:munder></mml:math><tex-math><![CDATA[\({\underset{H_{t}}{\sim}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>&#x00A0;is an equivalence relation on <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Reg}_{H_{t}}(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Denote by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\([D]_{H_{t}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the equivalence class of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D\in\operatorname{Reg}_{H_{t}}(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</statement>
<statement content-type="definition" id="j_GGD950_stat_002_003">
<title>Definition 2.1.3</title>
<p>(of&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:munder accentunder="false"><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:munder></mml:math><tex-math><![CDATA[\({\underset{B_{t}}{\sim}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>). Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be regions in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Reg}_{2,t}(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Say that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are <italic><inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B_{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-friends</italic> if <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial D_{1}\cap\partial D_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> consists of an edge with label <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x00B1;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(t^{\pm 1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:munder accentunder="false"><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:munder></mml:math><tex-math><![CDATA[\({\underset{B_{t}}{\sim}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>be the transitive closure of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B_{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-friendness. Then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:munder accentunder="false"><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:munder></mml:math><tex-math><![CDATA[\({\underset{B_{t}}{\sim}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>is an equivalence relation. For <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D\in\operatorname{Reg}_{2,t}(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, denote by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\([D]_{B_{t}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the equivalence class of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>D</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Reg}_{2,t}(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</statement>
<statement content-type="definition" id="j_GGD950_stat_002_005">
<title>Definition 2.1.4</title>
<p>(The class <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{M}_{3}(W)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of diagrams). The following statements hold:</p>
<p><list list-type="custom">
<list-item><label>(a)</label><p id="j_GGD950_list_002_002_001">Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>W</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(W\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a cyclically reduced word which represents <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[\(1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(A(\Gamma)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Assume that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(W\neq 1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(A(\Gamma_{2})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Here <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Gamma_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the graph obtained from <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\gamma\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> by removing all edges not labelled by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mn>2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[\(2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Denote by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\({\mathcal{M}}(W)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the set of all the van Kampen diagrams with boundary label <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>W</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(W\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. By&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_010" ref-type="bibr">10</xref>, Chapter&#x00A0;V], <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2205;</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\({\mathcal{M}}(W)\neq\emptyset\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\({\mathcal{M}}_{1}(W)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> denote the set of all the diagrams in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\({\mathcal{M}}(W)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for which <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:msup><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert\operatorname{Reg}_{4^{+}}(M)\rvert\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is minimal possible. Clearly, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2205;</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\({\mathcal{M}}_{1}(W)\neq\emptyset\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\({\mathcal{M}}_{2}(W)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be the set of the diagrams in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\({\mathcal{M}}_{1}(W)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> which contain minimal number of equivalence classes <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\([D]_{M}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of regions in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:msup><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Reg}_{4^{+}}(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Clearly, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2205;</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\({\mathcal{M}}_{2}(W)\neq\emptyset\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Finally, let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\({\mathcal{M}}_{3}(W)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be the set of the diagrams in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\({\mathcal{M}}_{2}(W)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with adequate bands. Say that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is <italic>minimal</italic> if <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\in{\mathcal{M}}_{2}(W)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert\operatorname{Reg}_{2}(M)\rvert\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is minimal possible. It follows that if <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is minimal, then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\in\mathcal{M}_{3}(W)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Hence <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2205;</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{M}_{3}(W)\neq\emptyset\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></list-item>
<list-item><label>(b)</label><p id="j_GGD950_list_002_002_002">Definition&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_002_001" ref-type="statement">2.1.1</xref> makes sense without the requirement that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Reg}_{4^{+},t}(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, namely, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D_{1}\sim D_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> if <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Supp</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Supp</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Supp}(\partial D_{1})=\operatorname{Supp}(\partial D_{2})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial D_{1}\cap\partial D_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> contains an edge. We shall call the corresponding equivalence relation &#x201C;equivalence&#x201D;. For <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mi>Z</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D\in\operatorname{Reg}_{Z}(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, define <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Int</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo fence="true">&#x2223;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\kappa_{0}(D)=\operatorname{Int}(\cup\{\overline{E}\mid E\in[D]_{Z}\})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\kappa_{0}(D)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is connected. If <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:msup><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup></mml:msup></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Z=t^{\smash{4^{+}}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then define <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(n(\kappa_{0}(D))=n(D)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Notice that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(n(\kappa_{0}(D))\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is well defined. Also, denote <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\kappa_{0}(D)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta(D)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for this case. Denote the diagram obtained by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathbb{M}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></list-item>
</list></p>
</statement>
<statement content-type="definition" id="j_GGD950_stat_002_006">
<title>Definition 2.1.5</title>
<p>(Adequate). Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a connected, simply connected <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x211B;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{R}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-diagram over <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>F</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(F\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\in\mathcal{M}_{3}(W)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Say that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is <italic>adequate</italic>, if for every <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D\in\operatorname{Reg}(M),D\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is homeomorphic to the open unit disc,&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial D\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is simple such that the boundary label is not <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[\(1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and is cyclically reduced.</p>
</statement>
<statement content-type="definition" id="j_GGD950_stat_002_010">
<title>Definition 2.1.6</title>
<p>(<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\({\mathbb{M}}_{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>). Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a van Kampen <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x211B;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{R}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-diagram over <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>F</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(F\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(t\in T(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. If <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\kappa_{0}(D)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is homeomorphic to the open unit disc, for every <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D\in\operatorname{Reg}(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then we may consider <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo fence="true">&#x2223;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\{\kappa_{0}(D)\mid D\in\operatorname{Reg}(M)\}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as a set of regions such that their totality generates a diagram which we denote by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\({\mathbb{M}}_{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Thus <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo fence="true">&#x2223;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Reg}({\mathbb{M}}_{t})=\{\kappa_{0}(D)\mid D\in\operatorname{Reg}(M)\}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. We have <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo rspace="0.1389em">=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo lspace="0.1389em">&#x2202;</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial{\mathbb{M}}_{t}=\partial M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Also,</p>
<p><disp-formula id="j_GGD950_eq_002_002">
<label>(2.2)</label>
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2003;</mml:mi><mml:mtext>for every&#x00A0;</mml:mtext><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mtext>.</mml:mtext></mml:mrow></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$$\operatorname{Reg}(\mathbb{M}_{t})=\operatorname{Reg}_{4^{+},t}(\mathbb{M}_{t})\cup\operatorname{Reg}_{B_{t}}(\mathbb{M}_{t})\cup\operatorname{Reg}_{H_{t}}(\mathbb{M}_{t})\quad\text{for every }t\in T(M).$$]]></tex-math>
</alternatives>
</disp-formula></p>
</statement>
<p>The main results of this section are Propositions&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_002_011" ref-type="statement">2.1.7</xref> and&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_002_012" ref-type="statement">2.1.8</xref>.</p>
<statement content-type="proposition" id="j_GGD950_stat_002_011">
<title>Proposition 2.1.7.</title>
<p><italic>Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\in\mathcal{M}_{3}(W)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathbb{M}_{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is adequate for every <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(t\in T(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Moreover, if <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>K</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(K_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>K</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(K_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are regions of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathbb{M}_{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, not both bands, then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>K</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>K</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2205;</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial K_{1}\cap\partial K_{2}\neq\emptyset\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> implies that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>K</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>K</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial K_{1}\cap\partial K_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is connected.</italic></p>
</statement>
<statement content-type="proposition" id="j_GGD950_stat_002_012">
<title>Proposition 2.1.8.</title>
<p><italic>Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\in\mathcal{M}_{3}(W)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is adequate. Moreover, if <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2205;</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial D_{1}\cap\partial D_{2}\neq\emptyset\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial D_{1}\cap\partial D_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is connected.</italic></p>
</statement>
<statement content-type="remark" id="j_GGD950_stat_002_013">
<title>Remark 2.1.9.</title>
<p>Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(K\in\operatorname{Reg}_{4^{+},t}({\mathbb{M}}_{t})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. When passing from <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\({\mathbb{M}}_{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> to <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mover accent="true"><mml:msup><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\smash{\widetilde{{\mathbb{M}}^{t}}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> by shrinking edges labelled by elements of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(H_{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> to a point and shrinking <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>t</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(t\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-bands to edges, it may happen that the interior of the obtained region <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mover accent="true"><mml:msup><mml:mi>K</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\smash{\widetilde{K^{t}}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mover accent="true"><mml:msup><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\smash{\widetilde{{\mathbb{M}}^{t}}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> becomes disconnected. Since <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is adequate, we can replace <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mover accent="true"><mml:msup><mml:mi>K</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\smash{\widetilde{K^{t}}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> by a disc (and we shall do so), the boundary of which is labelled by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:msup><mml:mi>K</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Phi(\partial(\smash{\widetilde{K^{t}}}))\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</statement>
<p>We prove Propositions&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_002_011" ref-type="statement">2.1.7</xref> and&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_002_012" ref-type="statement">2.1.8</xref> by simultaneous induction on the size of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. See&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_006" ref-type="bibr">6</xref>, Sections&#x00A0;2.2&#x2013;2.4].</p>
</sec>
</sec>
<sec id="j_GGD950_s_003">
<label>3.</label>
<title>Extended presentations, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x2110;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{I}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>&#x2011;moves and banded diagrams</title>
<sec id="j_GGD950_s_003_s_001">
<label>3.1.</label>
<title>Identities among relations</title>
<p>We recall identities among relations from&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_002" ref-type="bibr">2</xref>, p.&#x00A0;157]. Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>C</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(C\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mn>2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[\(2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-complex. Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(c_{0}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a basepoint for <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>C</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(C\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (some designated vertex of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>C</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(C\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>). A <italic>sequence <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\sigma\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> over <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>C</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(C\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> at <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(v_{0}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula></italic> is <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2026;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\sigma=(q_{1},\ldots,q_{n})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(q_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a path in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>C</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(C\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> consisting of a concatenation <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\gamma_{i}\partial\Delta_{i}\gamma_{i}^{-1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>,&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> being a region (face) of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>C</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(C\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\gamma_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> a path from <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(v_{0}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> to <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(v(\Delta_{i})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(1\leq i\leq n\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(v(\Delta_{i})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the basepoint of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. We call <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\sigma\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> an <italic>identity sequence</italic> if the concatenation <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x22EF;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(q_{1}\cdots q_{n}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is freely equivalent to the trivial path at <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(v_{0}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Given a presentation <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>&#x1d4ab;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x27E8;</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo fence="true">&#x2223;</mml:mo><mml:mi>&#x211B;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x27E9;</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\({\mathcal{P}}=\langle X\mid{\mathcal{R}}\rangle\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, following&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_010" ref-type="bibr">10</xref>], we construct a bouquet of tailed circles <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>C</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(C\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with basepoint <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(v_{0}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2026;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\sigma=(q_{1},\ldots,q_{n})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a sequence over <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>C</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(C\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> at <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(v_{0}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(q_{i}=\gamma_{i}\Delta_{i}\gamma_{i}^{-1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>,&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\gamma_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> tails. Label <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial\Delta_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>&#x211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(R_{i}\in{\mathcal{R}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and label <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\gamma_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> by a word in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(F(X)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, via a labelling function <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo lspace="0.278em" rspace="0.278em">:</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Phi_{0}:C\rightarrow F\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. After carrying out all free cancellations in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x22EF;</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Phi_{0}(\sigma)=\Phi_{0}(q_{1})\cdots\Phi_{0}(q_{n})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we get an <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x211B;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{R}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-diagram <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> over <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>F</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(F\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the boundary label of which is the cyclically reduced word for <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x22EF;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Phi_{0}(q_{1}\cdots q_{n})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>F</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(F\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>If <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x22EF;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:msub><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>F</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Phi_{0}(q_{1}\cdots q_{n})\neq 1_{F}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a connected and simply connected planar diagram (van Kampen diagram), and if <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x22EF;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Phi_{0}(q_{1}\cdots q_{n})=1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>F</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(F\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the union of a finite number of spines and tessellated spheres (<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi/><mml:mo>&#x2245;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>&#x2286;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x211D;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\cong S^{2}\subseteq{\mathbb{R}}^{3}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>) by the <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. In this case, we call <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> a <italic>spherical diagram</italic>. We call <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> a <italic>singular sphere</italic> or just a sphere if it consists of a single sphere. When the <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(q_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are labelled with <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(R_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x22EF;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x22EF;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\phi(q_{1}\cdots q_{n})=R_{1}\cdots R_{n}=1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>F</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(F\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then we call the sequence <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2026;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(S=(R_{1},\ldots,R_{n})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> an <italic>identity sequence over <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x211B;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{R}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula></italic> and call it a <italic>simple identity sequence</italic>, if the corresponding spherical diagram is a simple sphere.</p>
<statement content-type="definition" id="j_GGD950_stat_003_014">
<title>Definition 3.1.1</title>
<p>(Extended presentations). Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>&#x1d4ab;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x27E8;</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo fence="true">&#x2223;</mml:mo><mml:mi>&#x211B;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x27E9;</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\({\mathcal{P}}=\langle X\mid{\mathcal{R}}\rangle\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a finite presentation of a group <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>G</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(G\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x2110;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{I}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a set of simple identity sequences over <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x211B;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{R}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The corresponding <italic>extended presentation</italic> is the triple <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x27E8;</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo fence="true">&#x2223;</mml:mo><mml:mi>&#x211B;</mml:mi><mml:mo fence="true">&#x2223;</mml:mo><mml:mi>&#x2110;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x27E9;</mml:mo></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\langle X\mid{\mathcal{R}}\mid{\mathcal{I}}\rangle\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. This notion was introduced in&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_003" ref-type="bibr">3</xref>] by Roger Fenn. Now let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(A=A(\Gamma)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be an Artin group given by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x27E8;</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo fence="true">&#x2223;</mml:mo><mml:mi>&#x211B;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x27E9;</mml:mo></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\langle X\mid{\mathcal{R}}\rangle\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in&#x00A0;(<xref rid="j_GGD950_eq_001_003" ref-type="disp-formula">1.3</xref>). The identities among relations <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x2110;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{I}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> we choose are obtained from the <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mn>3</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[\(3\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-generated standard parabolic subgroups <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(A(i,j,k)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with defining subgraphs <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Gamma_{i,j,k}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with the vertex set <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(V(\Gamma_{i,j,k})=\{x_{i},x_{j},x_{k}\}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and the edge set <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(E(\Gamma_{i,j,k})=\{e_{ij},e_{i,k},e_{j,k}\}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(1\leq i < j < k\leq n\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, with labels <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lambda(e_{ij})=\lambda(e_{j,k})=2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lambda(e_{i,k})=m\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(m\geq 4\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The corresponding tessellated simple spheres <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Sigma_{i,j,k}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are prisms with two regions of degree <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(2m\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (upper and lower) labelled with <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(R_{ik}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, which we call the <italic>big regions</italic>, and a band of length <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(2n\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in which the regions are labelled by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(R_{ij}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(R_{jk}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in an alternating manner. See Figure&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_fig_001" ref-type="fig">1</xref> for <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(n=4\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p><fig id="j_GGD950_fig_001">
<label>Figure 1.</label>
<caption>
<p>A big region realising <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(R_{ik}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in a half sphere for <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(n=4\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="figures-xml/j_GGD950_fig_001.svg"/>
</fig></p>
<p>We introduce one of our main tools, <italic><inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x2110;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{I}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-moves</italic>.</p>
<p>Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A3;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Sigma=\Sigma_{i,j,k}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\omega\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a simple closed curve on <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A3;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Sigma\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\omega\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> subdivides <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A3;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Sigma\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> into two simply connected subdiagrams,&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\omega_{R}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\omega_{L}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, with connected interiors, where <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\omega_{R}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the submap of all regions to the right of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\omega\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\omega_{L}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the submap of all the regions to the left of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\omega\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Clearly, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\overline{\omega_{R}}\cap\overline{\omega_{L}}=\omega\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A3;</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\omega_{R}\cup\omega\cup\omega_{L}=\Sigma\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(S(\Sigma)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be the set of all the connected, simply connected submaps of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A3;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Sigma\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with connected interior, and let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:msub><mml:mo lspace="0.278em" rspace="0.278em">:</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\beta_{\omega}:S(\Sigma)\rightarrow S(\Sigma)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be the function which for every closed curve <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\omega\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> on <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A3;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Sigma\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> sends <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\omega_{R}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> to <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\omega_{L}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\omega_{L}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> to <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\omega_{R}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and leaves <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\omega\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> unaltered.</p>
<p>Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a van Kampen <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x211B;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{R}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-diagram over <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>F</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(F\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M_{0}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a simply connected subdiagram of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with connected interior and simple boundary cycle <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mu\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Suppose that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mover accent="true"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\overline{M_{0}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> can be embedded into <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A3;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Sigma=\Sigma_{i,j,k}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for some (uniquely defined)&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>i</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(i\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>,&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>j</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(j\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>k</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(k\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as an <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x211B;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{R}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-diagram with image <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(N\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A3;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Sigma\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial N\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> simple closed such that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mu\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is mapped onto <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial N\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(N\in S(\Sigma)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</statement>
<statement content-type="definition" id="j_GGD950_stat_003_015">
<title>Definition 3.1.2</title>
<p>(<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x2110;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{I}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-moves). Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x2110;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{I}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a simple identity among relations realised by a uniquely defined sphere <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A3;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Sigma=\Sigma_{i,j,k}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>,&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M_{0}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(N\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>,&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(S(\Sigma)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\beta_{\omega}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be as defined above for some <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\omega\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. An <italic><inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x2110;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\({\mathcal{I}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-move at <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M_{0}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula></italic> is a surgery in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> by which we cut out <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M_{0}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and fill in instead by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\beta_{\omega}(N)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Since <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mo rspace="0.1389em">=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo lspace="0.1389em">&#x2202;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:msub><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial N=\partial(\beta_{\omega}N)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, this is well defined.</p>
</statement>
<p>Below we consider some examples which illustrate the way <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x2110;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{I}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-moves are used.</p>
<statement content-type="example" id="j_GGD950_stat_003_016">
<title>Example 3.1.3.</title>
<p>Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(X=\{a,b,c\}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>&#x211B;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\({\mathcal{R}}=\{R_{1},R_{2},R_{3}\}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>b</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(R_{1}=aba^{-1}b^{-1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>,
<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(R_{2}=aca^{-1}c^{-1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi><mml:msup><mml:mi>b</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(R_{3}=bcb^{-1}c^{-1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Here <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo>&#x2245;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x2124;</mml:mi><mml:mo>&#x2295;</mml:mo><mml:mi>&#x2124;</mml:mi><mml:mo>&#x2295;</mml:mo><mml:mi>&#x2124;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(G\cong{\mathbb{Z}}\oplus{\mathbb{Z}}\oplus{\mathbb{Z}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>b</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(W=abca^{-1}b^{-1}c^{-1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>W</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(W\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> represents <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[\(1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>G</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(G\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Figure&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_fig_002" ref-type="fig">2</xref> shows the corresponding van Kampen diagrams.</p>
</statement>
<fig id="j_GGD950_fig_002">
<label>Figure 2.</label>
<caption>
<p>Application of an <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x2110;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{I}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-move on <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x27E8;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">&#x27E9;</mml:mo></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\langle D_{1},D_{2},D_{3}\rangle\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="figures-xml/j_GGD950_fig_002.svg"/>
</fig>
<statement content-type="example" id="j_GGD950_stat_003_017">
<title>Example 3.1.4.</title>
<p>Now let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>&#x2130;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x27E8;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mo fence="true">&#x2223;</mml:mo><mml:mi>&#x211B;</mml:mi><mml:mo fence="true">&#x2223;</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x27E9;</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\({\mathcal{E}}=\langle a,b,c\mid{\mathcal{R}}\mid I\rangle\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>&#x211B;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\({\mathcal{R}}=\{R_{1},R_{2},R_{3}\}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(I=R_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi></mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(R_{2}^{b}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>,&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(R_{3}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\((R_{1}^{-1})^{c}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>,&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(R_{2}^{-1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>,&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\((R_{3}^{-1})^{a}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be an extended presentation, where <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(R^{x}=xRx^{-1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(R_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(R_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>,&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(R_{3}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are as in Example&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_003_016" ref-type="statement">3.1.3</xref>. The effect of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>I</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(I\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> on the diagrams of Figure&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_fig_002" ref-type="fig">2</xref> is the replacement of the diagram in Figure&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_fig_002" ref-type="fig">2</xref> (a) by the diagram in Figure&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_fig_002" ref-type="fig">2</xref> (b).</p>
</statement>
<p>This changes the positions of the regions realising <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(R_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>,&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(R_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(R_{3}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and may reduce the number of regions. See Figure&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_fig_003" ref-type="fig">3</xref>.</p>
<fig id="j_GGD950_fig_003">
<label>Figure 3.</label>
<caption>
<p>An <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x2110;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{I}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-move followed by a free reduction which reduces the number of regions.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="figures-xml/j_GGD950_fig_003.svg"/>
</fig>
</sec>
<sec id="j_GGD950_s_003_s_002">
<label>3.2.</label>
<title>Banded subdiagrams and transfer of regions</title>
<p>In this subsection, we assume <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\in\mathcal{M}_{3}(W)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and assumption <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x210B;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{H}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<statement content-type="lemma" id="j_GGD950_stat_003_018">
<title>Lemma 3.2.1.</title>
<p><italic>Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\in{\mathcal{M}}_{2}(W)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and let&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>I</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(I\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be an <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>I</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(I\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-move or extended <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>I</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(I\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-move. Then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>I</mml:mi></mml:msup><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M^{I}\in{\mathcal{M}}_{2}(W)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</italic></p>
</statement>
<statement content-type="proof">
<title>Proof.</title>
<p>We have to show that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>I</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(I\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> increases neither <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:msup><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert\operatorname{Reg}_{4^{+}}(M)\rvert\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> nor <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:msup><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert\operatorname{Reg}_{4^{+}}({\mathbb{M}})\rvert\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Suppose that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>I</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(I\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> replaces the simply connected subdiagram <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(N\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with connected interior by a diagram <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(N^{\prime}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>We use notation of Definition&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_003_014" ref-type="statement">3.1.1</xref>. If <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(n=2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then clearly <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>I</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(I\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> cannot alter <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:msup><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert\operatorname{Reg}_{4^{+}}(M)\rvert\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:msup><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert\operatorname{Reg}_{4^{+}}({\mathbb{M}})\rvert\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. If <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(n\geq 4\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(N\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> contains exactly one big region <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(N^{\prime}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> also contains exactly one big region <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta^{\prime}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, which is a copy of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Since <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\in{\mathcal{M}}_{2}(W)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the result follows.&#x220E;</p>
</statement>
<statement content-type="definition" id="j_GGD950_stat_003_002_002">
<title>Definition 3.2.2</title>
<p>(Banded subdiagrams). Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x27E8;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2026;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">&#x27E9;</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B=\langle E_{1},\ldots,E_{k}\rangle\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a band in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with sides <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\sigma_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\sigma_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\theta\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a boundary path of a simply connected subdiagram <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M_{0}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with connected interior.</p>
<p><list list-type="custom">
<list-item>
<label>(a)</label>
<p id="j_GGD950_list_003_001_001">Say that <italic><inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M_{0}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is banded at <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\theta\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>B</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula></italic> if <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo fence="true" rspace="0.1389em" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo lspace="0.1389em">&#x2265;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lVert\theta\rVert\geq 1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>&#x2286;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\theta\subseteq\sigma_{1}\cup\sigma_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. See Figure&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_fig_004" ref-type="fig">4</xref> (a).</p></list-item>
<list-item>
<label>(b)</label>
<p id="j_GGD950_list_003_001_002">Let notation be as in part&#x00A0;(<xref rid="j_GGD950_list_003_001_001" ref-type="list">a</xref>), and let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x22EF;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\theta=v_{0}\theta_{1}v_{1}\theta_{2}v_{2}\cdots\theta_{r}v_{r}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a decomposition of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\theta\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>,&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(v_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> vertices,&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(r\geq 1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Say that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M_{0}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is <italic>banded at <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2026;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\((\theta_{1},\ldots,\theta_{r})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> by bands <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula></italic>, respectively, if <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M_{0}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is banded at <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\theta_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for every <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>i</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(i\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2026;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(i=1,\ldots,r\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></list-item>
</list></p>
</statement>
<statement content-type="definition" id="j_GGD950_stat_003_020">
<title>Definition 3.2.3</title>
<p>(Transfer of regions from&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M_{0}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>). Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a connected, simply connected <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x211B;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{R}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-diagram over <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>F</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(F\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with connected interior, and let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M_{0}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a connected, simply connected <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x211B;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{R}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-subdiagram over <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>F</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(F\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with connected interior. Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>D</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a boundary region of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M_{0}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo lspace="0.278em">:=</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo lspace="0.111em">&#x2202;</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mu:=\partial D\cap\partial M_{0}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> connected, and let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B=B_{1}\cup B_{2}\cup B_{3}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be such that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo rspace="0.1389em">=</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo lspace="0.1389em">&#x2202;</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial D\cap\partial B=\partial D\cap\partial B_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Observe that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D\cup B_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> embeds into the prism <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(P_{m}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(m=2n(D)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(P_{m}=D\cup B_{2}\cup D^{\prime}\cup B^{\prime}_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B_{2}\cup B^{\prime}_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is an annulus with <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>m</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(m\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> regions from <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Reg}_{2}(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (a closed band) and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>D</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a region with <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(n(D^{\prime})=n(D)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Supp</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Supp</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Supp}(D)=\operatorname{Supp}(D^{\prime})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. (We identify <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>D</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with their images in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(P_{m}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.) Notice that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B^{\prime}_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> have the same poles <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\alpha\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\beta\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, hence <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B^{\prime}=B_{1}\cup B^{\prime}_{2}\cup B_{3}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a band. Replace <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B\cup D\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B^{\prime}\cup D^{\prime}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (which have the same boundaries) and denote the resulting diagram by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>J</mml:mi></mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M^{J}_{0}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>J</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(J\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x2110;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{I}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-move which replaced <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B\cup D\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B^{\prime}\cup D^{\prime}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Thus <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M_{0}\cup B\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is replaced by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2216;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(((M_{0}\cup B)\setminus(D\cup B))\cup(D^{\prime}\cup B^{\prime})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Hence</p>
<p><disp-formula id="j_GGD950_eq_003_001">
<label>(3.1)</label>
<alternatives><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>J</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2216;</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2003;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>J</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2003;</mml:mi><mml:mtext>and</mml:mtext><mml:mi mathvariant="normal">&#x2003;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>J</mml:mi></mml:msubsup><mml:mtext>&#x00A0;is banded by&#x00A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mtext>.</mml:mtext></mml:mrow></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$$\displaystyle M_{0}^{J}=M_{0}\setminus D,\quad B^{J}=B^{\prime}\quad\text{and}\quad M_{0}^{J}\text{ is banded by }B^{\prime}.$$]]></tex-math>
</alternatives>
</disp-formula></p>
<p>In this situation, we say that <italic><inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>J</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(J\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> transferred <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>D</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> from <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M_{0}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula></italic>. See Figure&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_fig_004" ref-type="fig">4</xref> (b) and&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_fig_004" ref-type="fig">4</xref> (c). If every region can be transferred from <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M_{0}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we say that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M_{0}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is <italic>transferable</italic>. The removal of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D\in\operatorname{Reg}(M_{0})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> naturally extends to transfer of regions <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> from <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathbb{M}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. (See Figure&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_fig_004" ref-type="fig">4</xref> (b<sup><italic>&#x2032;</italic></sup>) and&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_fig_004" ref-type="fig">4</xref> (c<sup><italic>&#x2032;</italic></sup>).)</p>
<p><fig id="j_GGD950_fig_004">
<label>Figure 4.</label>
<caption>
<p>(a)&#x2013;(c): Transfer of the region <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>D</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> via an adjacent band <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>B</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> by the application of the <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x2110;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{I}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-move. (b<sup><italic>&#x2032;</italic></sup>) and (c<sup><italic>&#x2032;</italic></sup>): Transfer of the modified region <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> via an adjacent band <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>B</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> by the application of the <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x2110;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{I}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-move.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="figures-xml/j_GGD950_fig_004.svg"/>
</fig></p>
</statement>
<p>Notice that if instead of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>B</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> we have a band-bundle, then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>D</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> can be transferred by a sequence of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x2110;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{I}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-moves beyond the band-bundle, without destroying the bundle structure. See Figure&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_fig_005" ref-type="fig">5</xref> (a) and&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_fig_005" ref-type="fig">5</xref> (b) for <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>D</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and Figure&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_fig_005" ref-type="fig">5</xref> (a<sup><italic>&#x2032;</italic></sup>) and&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_fig_005" ref-type="fig">5</xref> (b<sup><italic>&#x2032;</italic></sup>) for <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<fig id="j_GGD950_fig_005">
<label>Figure 5.</label>
<caption>
<p>(a) and (b): Transfer of the region <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>D</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> via a band-bundle <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\((\beta_{1},\beta_{2})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> by the application of the <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x2110;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{I}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-move <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>J</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(J\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. (a<sup><italic>&#x2032;</italic></sup>) and (b<sup><italic>&#x2032;</italic></sup>): Transfer of the modified region <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> via a band-bundle <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\((\beta_{1},\beta_{2})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> by the application of the <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x2110;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{I}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-move <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>J</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(J\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="figures-xml/j_GGD950_fig_005.svg"/>
</fig>
<p>We are interested in a special type of banded subdiagrams (2-banded subdiagrams) which we consider in the next subsection.</p>
<statement content-type="definition" id="j_GGD950_stat_003_021">
<title>Definition 3.2.4</title>
<p>(2-Banded subdiagram). Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(W\neq 1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a cyclically reduced word in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>F</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(F\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> which represents <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[\(1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>A</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(A\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\in{\mathcal{M}}_{3}(W)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>Q</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a connected, simply connected subdiagram of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with connected interior. Say that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>Q</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is <italic><inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mn>2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[\(2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-banded</italic> if</p>
<p><list list-type="custom">
<list-item><label>(1)</label><p id="j_GGD950_list_003_002_001">there is an <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(a\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-band <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B_{l}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and a <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>b</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(b\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-band <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B_{r}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>Q</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(a,b\in X\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>&#x00A0;(<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(a=b\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is not excluded),</p></list-item>
<list-item><label>(2)</label><p id="j_GGD950_list_003_002_002">there are connected and simply connected subdiagrams <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q_{r}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>,&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q_{l}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>P</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(P\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>Q</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and paths <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\theta_{r}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\theta_{l}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that</p>
<p><list list-type="custom">
<list-item><label>(i)</label><p><inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:msub><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub></mml:msub><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:msub><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msub></mml:msub><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q=Q_{l}\cup B_{l}\cup_{\theta_{l}}P\cup_{\theta_{r}}B_{r}\cup Q_{r}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial Q=\omega_{1}\alpha_{l}^{-1}\gamma\alpha_{r}^{-1}\omega_{3}\beta_{r}\beta_{l}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo rspace="0.1389em">=</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo lspace="0.1389em">&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo >&#x2202;</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msub><mml:mo rspace="0.1389em">=</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo lspace="0.1389em">&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo >&#x2202;</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mtext>&#x00A0;and&#x00A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\theta_{l}=\partial B_{l}\cap\partial P,\theta_{r}=\partial B_{r}\cap\partial P,\theta_{l}\text{ and }\theta_{r}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are sides of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mtext>&#x00A0;and&#x00A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B_{l}\text{ and }B_{r}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, respectively, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo rspace="0.1389em">=</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo lspace="0.1389em">&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo >&#x2202;</mml:mo><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo rspace="0.1389em">=</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo lspace="0.1389em">&#x2202;</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo >&#x2202;</mml:mo><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\omega_{1}=\partial Q_{l}\cap\partial Q,\gamma=\partial P\cap\partial Q\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo rspace="0.1389em">=</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo lspace="0.1389em">&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo >&#x2202;</mml:mo><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\omega_{3}=\partial Q_{r}\cap\partial Q\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are connected, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\alpha_{l}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\beta_{l}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are poles of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B_{l}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\alpha_{r}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\beta_{r}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are poles of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B_{r}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>,</p></list-item>
<list-item><label>(ii)</label><p><inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>o</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>o</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(o(\theta_{l})=o(\theta_{r})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>,</p></list-item>
</list></p></list-item>
<list-item><label>(3)</label><p id="j_GGD950_list_003_002_003"><inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Int</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2205;</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Int}(P)\neq\emptyset\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Phi(\partial P)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is cyclically reduced.</p></list-item>
</list></p>
<p>Call <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>Q</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>closed <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mn>2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[\(2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-banded</italic> if <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(t(\theta_{l})=t(\theta_{r})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>U</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(U\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a cyclically reduced word in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>F</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(F\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> which represents <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[\(1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>A</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(A\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Denote by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x1d4ac;</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>U</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\({\mathcal{Q}}_{M}(U)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the collection of all the <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mn>2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[\(2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-banded subdiagrams of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with boundary label <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>U</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(U\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</statement>
<p>We shall show that under certain conditions, there is a boundary region of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M_{0}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> which we can transfer from <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M_{0}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. We wish to repeat the process of transferring until either no regions remain in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M_{0}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> or <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M_{0}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has a special structure. The next proposition shows that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x2110;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{I}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-moves preserve these &#x201C;certain conditions&#x201D;, hence we can repeat transferring regions as long as there are regions in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>J</mml:mi></mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M_{0}^{J}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, or <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>J</mml:mi></mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M_{0}^{J}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> does not have the special structure. Here <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>J</mml:mi></mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M_{0}^{J}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the result of applying <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>J</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(J\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> on <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M_{0}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>,&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>J</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(J\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> a sequence of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x2110;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{I}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-moves.</p>
<statement content-type="definition" id="j_GGD950_stat_003_022">
<title>Definition 3.2.5</title>
<p>(Standard <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x2110;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{I}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-moves). Say that an <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x2110;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{I}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-move <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>J</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(J\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is <italic>standard</italic> if <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\theta\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a maximal piece in the sense that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\theta\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in Figure&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_fig_005" ref-type="fig">5</xref> (b) cannot be extended as a common boundary of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>D</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>B</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</statement>
<statement content-type="proposition" id="j_GGD950_stat_003_023">
<title>Proposition 3.2.6.</title>
<p><italic>Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>W</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(W\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a cyclically reduced word in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>F</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(F\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>,&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(W\neq 1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, which represents <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[\(1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>A</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(A\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\in{\mathcal{M}}_{3}(W)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>Q</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a subdiagram of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with cyclically reduced boundary label <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>U</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(U\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and suppose that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x1d4ac;</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>U</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q\in{\mathcal{Q}}_{M}(U)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. (Thus <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>Q</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mn>2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[\(2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-banded.) Let notation be as in</italic>&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_006" ref-type="bibr">6</xref>, Figure&#x00A0;33&#x00A0;(c)].</p>
<p><italic>Assume that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>P</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(P\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> contains a boundary region <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta\in\operatorname{Reg}_{4^{+},t}({P})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> or <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D\in\operatorname{Reg}_{2}({P})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial\Delta\cap\partial P\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> or <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial D\cap\partial P\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, respectively, are connected and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo rspace="0.1389em">=</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo lspace="0.1389em">&#x2202;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial\Delta\cap\partial P=\partial\Delta\cap\theta\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, or <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo rspace="0.1389em">=</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo lspace="0.1389em">&#x2202;</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial D\cap\partial P=\partial D\cap\theta\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>,&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\theta=\theta_{r}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> or <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\theta=\theta_{l}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo fence="true" rspace="0.1389em" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo lspace="0.1389em">&#x2265;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lVert\partial\Delta\cap\theta\rVert\geq 2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, or <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo fence="true" rspace="0.1389em" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo lspace="0.1389em">&#x2265;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lVert\partial\theta\cap\partial D\rVert\geq 2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>I</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(I\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be the standard <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x2110;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{I}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-move on <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B\cup\Delta\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, or <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B\cup D\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, respectively, where <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B=B_{r}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> or <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B=B_{l}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> according as <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\theta=\theta_{r}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> or <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\theta=\theta_{l}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, respectively, which transfers <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>D</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> or <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, respectively, from <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>Q</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>I</mml:mi></mml:msup><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x1d4ac;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>I</mml:mi></mml:msup></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>U</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q^{I}\in{\mathcal{Q}}_{M^{I}}(U)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. See the proof of Proposition <xref rid="j_GGD950_stat_003_023" ref-type="statement">3.2.6</xref> in&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_006" ref-type="bibr">6</xref>].</italic></p>
</statement>
</sec>
</sec>
<sec id="j_GGD950_s_004">
<label>4.</label>
<title>Lifting <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{D}(\tilde{\mathbb{M}}^{t})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> to <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathbb{M}_{t},t\in T(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and the proofs of the main results</title>
<p>The idea behind showing that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\smash{\tilde{\mathbb{M}}^{t}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> satisfies conditions&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathrm{C}(4)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathrm{T}(4)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is to use it in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Obviously, we cannot lift conditions&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathrm{C}(4)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathrm{T}(4)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> from <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\smash{\tilde{\mathbb{M}}^{t}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> to <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>; however, we can lift a version of Greendlinger&#x2019;s lemma. This is the content of Theorem&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_008" ref-type="statement">C</xref>. The first step towards such a lifting is to establish the basic connection between <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\smash{\tilde{\mathbb{M}}^{t}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathbb{M}_{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. We consider <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathbb{M}_{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as a map and consider <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\((\mathbb{M}_{t})^{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, its <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[\(1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-skeleton. Following the definition of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\smash{\tilde{\mathbb{M}}^{t}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we consider <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\smash{(\tilde{\mathbb{M}}^{t})^{1}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as a quotient of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(({\mathbb{M}}_{t})^{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then we extend this from the <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[\(1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-skeleton to the whole map and show that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert\operatorname{Reg}_{4^{+},t}(\mathbb{M}_{t})\rvert=\lvert\operatorname{Reg}(\smash{\tilde{\mathbb{M}}^{t}})\rvert\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Since <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\smash{\tilde{\mathbb{M}}^{t}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> satisfies conditions&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathrm{C}(4)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathrm{T}(4)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, this allows us to estimate <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert\operatorname{Reg}_{4^{+},t}(\mathbb{M})\rvert\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<sec id="j_GGD950_s_004_s_001">
<label>4.1.</label>
<title>Preliminary results</title>
<sec id="j_GGD950_s_004_s_001_s_001">
<label>4.1.1.</label>
<title>The mappings&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Psi_{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Psi_{t}^{-1},t\in T(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula></title>
<p>Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a connected, simply connected <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x211B;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{R}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-diagram, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\in\mathcal{M}_{3}(W)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(t\in T(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Consider the diagram <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathbb{M}_{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (defined in Section&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_s_002_s_001" ref-type="sec">2.1</xref>). Assume first that it has connected interior. Denote by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\((\mathbb{M}_{t})^{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[\(1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-skeleton of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathbb{M}_{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Define an equivalence relation&#x00A0;&#x201C;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:munder accentunder="false"><mml:mo>&#x2248;</mml:mo><mml:mo>1</mml:mo></mml:munder></mml:math><tex-math><![CDATA[\({\underset{1}{\approx}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>&#x201D; on the vertices of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\((\mathbb{M}_{t})^{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> to be the transitive closure of the relation&#x00A0;&#x201C;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:munder accentunder="false"><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mo>1</mml:mo></mml:munder></mml:math><tex-math><![CDATA[\({\underset{1}{\sim}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>&#x201D; defined as follows: vertices <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(v_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(v_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> satisfy <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:munder accentunder="false"><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mo>1</mml:mo></mml:munder><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(v_{1}{\underset{1}{\sim}}v_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> if either <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(v_{1}=v_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> or there is an edge <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>e</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(e\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> labelled by a letter from <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(H_{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(H_{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-edge) with <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03B9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\iota(e)=v_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tau(e)=v_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Here <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\iota(e)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> denotes the initial vertex of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>e</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(e\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tau(e)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> denotes the terminal vertex of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>e</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(e\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Edges <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(e_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(e_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> satisfy <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:munder accentunder="false"><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mo>1</mml:mo></mml:munder><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(e_{1}{\underset{1}{\sim}}e_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> if <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(e_{1}=e_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then by the definition of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathbb{M}^{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msup><mml:mo lspace="0.552em" rspace="0.052em">/</mml:mo><mml:munder accentunder="false"><mml:mo>&#x2248;</mml:mo><mml:mo>1</mml:mo></mml:munder></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\((\mathbb{M}_{t})^{1}~{}/~{}{\underset{1}{\approx}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is isomorphic to <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\((\mathbb{M}^{t})^{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(E_{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be the collection of all the edges of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\({\mathbb{M}}_{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> which are labelled by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x00B1;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(t^{\pm 1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and define <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(E_{\smash{H_{t}}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> accordingly.</p>
<p>Denote the projection mapping of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\((\mathbb{M}_{t})^{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> which realises <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:munder accentunder="false"><mml:mo>&#x2248;</mml:mo><mml:mo>1</mml:mo></mml:munder></mml:math><tex-math><![CDATA[\({\underset{1}{\approx}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo lspace="0.278em" rspace="0.278em">:</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\phi_{t}:(\mathbb{M}_{t})^{1}\rightarrow(\mathbb{M}^{t})^{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\phi_{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> sends a vertex <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>v</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(v\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\((\mathbb{M}_{t})^{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> to the vertex <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\phi_{t}(v)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> which we denote by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(v^{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. If <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(e\in E_{t}((\mathbb{M}_{t})^{1})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\phi_{t}(e)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is an edge which we denote by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(e^{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. If <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(e\in E_{H_{t}}((\mathbb{M}_{t})^{1})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo lspace="0.278em" rspace="0.278em">:=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(e^{t}:=\phi_{t}(e)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a loop with <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03B9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\iota(e)=\tau(e)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, which we remove. We can do this because there is no interrelation between a loop and an edge (or loop). So we define <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2205;</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\phi_{t}(e)=\emptyset\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\phi_{t}(\bar{e})=v_{1}^{t}=v_{2}^{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03B9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\iota(e)=v_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tau(e)=v_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. We define <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo lspace="0.278em" rspace="0.278em">:</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\phi_{t}^{-1}:(\mathbb{M}^{t})^{1}\rightarrow(\mathbb{M}_{t})^{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> by its set theoretical definition as follows.</p>
<p>Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(v^{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a vertex in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathbb{M}^{t},v^{t}=\phi_{t}(v),v\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> a vertex of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathbb{M}_{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p><list list-type="custom">
<list-item>
<label>(a)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_001_001">Define <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo fence="true">&#x2223;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mtext>&#x00A0;is&#x00A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mtext>-connected to&#x00A0;</mml:mtext><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\phi_{t}^{-1}({v^{t}})=\{w\mid w\text{ is }H_{t}\text{-connected to }v\}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></list-item>
<list-item>
<label>(b)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_001_002">If <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(e^{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is an edge in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\((\mathbb{M}^{t})^{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\phi_{t}^{-1}(e^{t})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the unique edge <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(e\in E_{t}(({\mathbb{M}}^{t})^{1})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\phi_{t}(e)=e^{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. (Notice that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>e</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(e\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is necessarily in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(E_{t}(({\mathbb{M}}_{t})^{1})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.)</p></list-item>
</list></p>
<p>If <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>Int</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Int}(\mathbb{M}_{t})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is not connected, then consider each connected component individually.</p>
<p>Consider now <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{\mathbb{M}}^{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Assume first that it has connected interior. Define an equivalence relation&#x00A0;&#x201C;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:munder accentunder="false"><mml:mo>&#x2248;</mml:mo><mml:mo>2</mml:mo></mml:munder></mml:math><tex-math><![CDATA[\({\underset{2}{\approx}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>&#x201D; on <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\((\mathbb{M}^{t})^{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> to be the transitive closure of the relation&#x00A0;&#x201C;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:munder accentunder="false"><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mo>2</mml:mo></mml:munder></mml:math><tex-math><![CDATA[\({\underset{2}{\sim}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>&#x201D; defined as follows:</p>
<p><list list-type="custom">
<list-item>
<label>(1)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_002_001">Vertices <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(v_{1}^{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(v_{2}^{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\((\mathbb{M}^{t})^{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> satisfy <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:munder accentunder="false"><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mo>2</mml:mo></mml:munder><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(v_{1}{\underset{2}{\sim}}v_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> if and only if <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(v_{1}=v_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></list-item>
<list-item>
<label>(2)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_002_002">Edges <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(e_{1}^{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(e_{2}^{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> satisfy <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:msubsup><mml:munder accentunder="false"><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mo>2</mml:mo></mml:munder><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(e_{1}^{t}{\underset{2}{\sim}}e_{2}^{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> if and only if <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tau(e_{1}^{t})=\tau(e_{2}^{t})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03B9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03B9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\iota(e_{1}^{t})=\iota(e_{2}^{t})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></list-item>
</list></p>
<p>It follows from the definition of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{\mathbb{M}}^{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msup><mml:mo lspace="0.552em" rspace="0.552em">/</mml:mo><mml:mtext>&#x201C;</mml:mtext></mml:mrow><mml:munder accentunder="false"><mml:mo>&#x2248;</mml:mo><mml:mo>2</mml:mo></mml:munder><mml:mtext>&#x201D;</mml:mtext></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\((\mathbb{M}_{t})^{1}~{}/~{}\text{``}{\underset{2}{\approx}}\text{''}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is isomorphic to <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\((\tilde{\mathbb{M}}^{t})^{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Denote by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\xi_{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the projection from <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(({\mathbb{M}}^{t})^{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> onto <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\((\tilde{\mathbb{M}}^{t})^{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> which realises <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:munder accentunder="false"><mml:mo>&#x2248;</mml:mo><mml:mo>2</mml:mo></mml:munder></mml:math><tex-math><![CDATA[\({\underset{2}{\approx}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then we have</p>
<p><list list-type="custom">
<list-item>
<label>(1)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_003_001">if <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(v^{t}\in V(({\mathbb{M}}^{t})^{1})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\xi_{t}(v^{t})=\tilde{v},\tilde{v}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> a uniquely defined vertex in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:msup><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>1</mml:mn></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\smash{{\widetilde{\mathbb{M}^{t}}}^{1}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>,</p></list-item>
<list-item>
<label>(2)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_003_002">if <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(e^{t}\in E(({\mathbb{M}}^{t})^{1})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\xi_{t}(e^{t})=\tilde{e},\tilde{e}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> a uniquely defined edge in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:msup><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>1</mml:mn></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\smash{{\widetilde{\mathbb{M}^{t}}}^{1}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></list-item>
</list></p>
<p>We define <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo lspace="0.278em" rspace="0.278em">:</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\xi_{t}^{-1}:\tilde{\mathbb{M}}^{t}\rightarrow{\mathbb{M}}^{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as follows:</p>
<p><list list-type="custom">
<list-item>
<label>(1)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_004_001">If <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:msup><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{v}\in V((\smash{\widetilde{\mathbb{M}^{t}}})^{1})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\xi_{t}^{-1}(\tilde{v})=v^{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(v^{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the unique vertex in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\((\mathbb{M}^{t})^{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\xi_{t}(v^{t})=\tilde{v}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></list-item>
<list-item>
<label>(2)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_004_002">If <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:msup><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{e}\in E((\smash{\widetilde{\mathbb{M}^{t}}})^{1})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mo fence="true">&#x2223;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03B9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03B9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x00A0;and&#x00A0;</mml:mtext><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\xi_{t}^{-1}(\tilde{e})=\{e^{t}\in\mathbb{M}^{t}\mid\iota(e^{t})=\iota(e_{0}^{t})\text{ and }\tau(e^{t})=\tau(e_{0}^{t})\}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\xi_{t}(e_{0}^{t})=\tilde{e}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></list-item>
</list></p>
<p>Finally, define <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo lspace="0.278em" rspace="0.278em">:</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Psi_{t}:(\mathbb{M}_{t})^{1}\rightarrow(\tilde{\mathbb{M}}^{t})^{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo lspace="0.222em" rspace="0.222em">&#x2218;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Psi_{t}=\xi_{t}\circ\phi_{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo lspace="0.222em" rspace="0.222em">&#x2218;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Psi^{-1}_{t}=\phi^{-1}_{t}\circ\xi_{t}^{-1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. It follows by checking Euler characteristics that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{\mathbb{M}}^{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is planar. We have the following.</p>
<statement content-type="lemma" id="j_GGD950_stat_004_024">
<title>Lemma 4.1.2.</title>
<p><italic>The following statements hold:</italic></p>
<p><list list-type="custom">
<list-item>
<label>(1)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_005_001">
<italic>Let</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(e\in E_{t}(({\mathbb{M}}_{t})^{1})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, and let</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B^{1}_{e}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be the</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[\(1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>-skeleton of the</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>t</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(t\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>-band which contains</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>e</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(e\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. <italic>Then</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo lspace="0.222em" rspace="0.222em">&#x2218;</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Psi_{t}^{-1}\circ\Psi_{t}(\bar{e})=B^{1}_{e}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. <italic>In particular,</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x2286;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo lspace="0.222em" rspace="0.222em">&#x2218;</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\bar{e}\subseteq\Psi_{t}^{-1}\circ\Psi_{t}(\bar{e})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></list-item>
<list-item>
<label>(2)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_005_002">
<italic>Let</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\({e}\in E_{t}(({\mathbb{M}}_{t})^{1})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. <italic>Then</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo lspace="0.222em" rspace="0.222em">&#x2218;</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Psi_{t}^{-1}\circ\Psi_{t}(e)={e}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></list-item>
<list-item>
<label>(3)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_005_003">
<italic>Let</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(v\in V(({\mathbb{M}}_{t})^{1})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. <italic>Then</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo lspace="0.222em" rspace="0.222em">&#x2218;</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Psi_{t}^{-1}\circ\Psi_{t}(v)=[v]_{H_{t}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. <italic>In particular,</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo lspace="0.222em" rspace="0.222em">&#x2218;</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(v\in\Psi_{t}^{-1}\circ\Psi_{t}(v)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></list-item>
<list-item>
<label>(4)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_005_004">
<italic>Let</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{v}\in V((\tilde{\mathbb{M}}^{t})^{1})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. <italic>Then</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo lspace="0.222em" rspace="0.222em">&#x2218;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Psi_{t}\circ\Psi_{t}^{-1}(\tilde{v})=\tilde{v}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></list-item>
<list-item>
<label>(5)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_005_005">
<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03B9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03B9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Psi_{t}(\iota(e))=\iota(\Psi_{t}(e))\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Psi_{t}(\tau(e))=\tau(\Psi_{t}(e))\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>for every edge</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(e\in V_{t}(({\mathbb{M}}_{t})^{1})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></list-item>
</list></p>
</statement>
<statement content-type="proof">
<title>Proof.</title>
<p>Immediate by the definitions of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Psi_{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Psi^{-1}_{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.&#x220E;</p>
</statement>
<statement content-type="proposition" id="j_GGD950_stat_004_026">
<title>Proposition 4.1.3.</title>
<p><italic>Let notation and assumptions be as above. Then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert\operatorname{Reg}_{4^{+},t}(\mathbb{M}_{t})\rvert=\lvert\operatorname{Reg}(\tilde{\mathbb{M}}^{t})\rvert\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</italic></p>
</statement>
<statement content-type="proof">
<title>Proof.</title>
<p>See&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_006" ref-type="bibr">6</xref>, pp.&#x00A0;82&#x2013;83].&#x220E;</p>
</statement>
</sec>
</sec>
<sec id="j_GGD950_s_004_s_002">
<label>4.2.</label>
<title>The subdiagrams <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Opt</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Opt</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Opt}(\Delta),\operatorname{Opt}_{r}(\Delta)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Opt</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Opt}_{l}(\Delta)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta=\Psi_{t}^{-1}(\tilde{\Delta})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{\Delta}\in\mathcal{D}(\tilde{\omega}_{i}),i=1,2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula></title>
<p>Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\in\mathcal{M}_{3}(W)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and assume <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>Int</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Int}(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is connected. In general, this does not imply that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{\mathbb{M}}^{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has connected interior. In the rest of the work, we aim to prove Theorems&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_006" ref-type="statement">A</xref>&#x2013;<xref rid="j_GGD950_stat_008" ref-type="statement">C</xref>. It is enough to prove these theorems for every connected component of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>Int</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Int}(\tilde{\mathbb{M}}^{t})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Hence without loss of generality, we may work under the assumption that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{\mathbb{M}}^{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has connected interior, and we shall do so. Thus <italic>for the rest of the work, we shall assume that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{\mathbb{M}}^{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has connected interior, unless said otherwise.</italic></p>
<statement content-type="definition" id="j_GGD950_stat_004_028">
<title>Definition 4.2.1</title>
<p>(<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Opt</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Opt</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Opt</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>Opt</mml:mi><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Opt}(\Delta),\operatorname{Opt}_{r}(\Delta),\operatorname{Opt}_{l}(\Delta),\smash{\widehat{\operatorname{Opt}}}(\Delta)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>). Suppose <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{\Delta}\in\mathcal{D}(\tilde{\mathbb{M}}^{t})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta=\Psi_{t}^{-1}(\tilde{\Delta})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Assume <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x22EF;</mml:mi><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial\tilde{\Delta}\cap\partial\tilde{\mathbb{M}}^{t}=\tilde{v}_{1}\tilde{e}_{1}\tilde{v}_{2}\tilde{e}_{2}\tilde{v}_{3}\tilde{e}_{3}\cdots\tilde{v}_{k},k\geq
2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>,&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{v}_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> vertices,&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{e}_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> edges. Define <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Opt</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x22EF;</mml:mi><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Opt}(\Delta)=\Psi_{t}^{-1}(\tilde{e}_{1}\tilde{v}_{2}\cdots\tilde{e}_{k-1})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, define <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Opt</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x22EF;</mml:mi><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Opt}_{r}(\Delta)=\Psi_{t}^{-1}(\tilde{e}_{1}\tilde{v}_{2}\cdots\tilde{e}_{k-1}\tilde{v}_{k})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and define <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Opt</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x22EF;</mml:mi><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Opt}_{l}(\Delta)=\Psi_{t}^{-1}(\tilde{v}_{1}\tilde{e}_{1}\tilde{v}_{2}\cdots\tilde{e}_{k-1})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Thus <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Opt</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Opt</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Opt}_{r}(\Delta)=\operatorname{Opt}(\Delta)\cup\Psi^{-1}_{t}(\tilde{v}_{k})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Opt</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Opt</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Opt}_{l}(\Delta)=\operatorname{Opt}(\Delta)\cup\Psi^{-1}_{t}(\tilde{v}_{1})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Define <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>Opt</mml:mi><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x22EF;</mml:mi><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\smash{\widehat{\operatorname{Opt}}}(\Delta)=\Psi^{-1}_{t}(\tilde{v}_{1}\tilde{e}_{1}\cdots\tilde{v}_{k})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. It follows from the definition of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\psi_{t}^{-1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Opt</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x22EF;</mml:mi><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x22EF;</mml:mi><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Opt}(\Delta)=\Psi^{-1}_{t}(\tilde{e}_{1})\cup\Psi^{-1}_{t}(\tilde{v}_{2})\cup\Psi^{-1}_{t}(\tilde{e}_{2})\cup\cdots\cup\Psi^{-1}_{t}(\tilde{e}_{k-1})=B_{1}\cup Z_{2}\cup B_{2}\cup Z_{3}\cup\cdots\cup B_{k-1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>t</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(t\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-bands emanating from <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo rspace="0.167em">&#x2202;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Opt</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial\Delta\cap\partial\operatorname{Opt}(\Delta)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Z_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are connected unions of regions from <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Reg}_{H_{t}}(\mathbb{M}_{t})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Thus <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Opt</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta\cup\operatorname{Opt}(\Delta)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Opt</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Opt</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta\cup\operatorname{Opt}_{r}(\Delta),\Delta\cup\operatorname{Opt}_{l}(\Delta)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>Opt</mml:mi><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\smash{\widehat{\operatorname{Opt}}}(\Delta)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are connected subdiagrams of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathbb{M}_{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Due to Proposition&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_002_011" ref-type="statement">2.1.7</xref>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial M\cap\partial B_{i},\partial Z_{i}\cap\partial\Delta\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial B_{i}\cap\partial\Delta\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are connected, and it is easy to see that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo rspace="0.167em">&#x2202;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Opt</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo rspace="0.167em">&#x2202;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Opt</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo rspace="0.167em">&#x2202;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Opt</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial\Delta\cap\partial\operatorname{Opt}(\Delta),\partial\Delta\cap\partial\operatorname{Opt}_{r}(\Delta),\partial\Delta\cap\partial\operatorname{Opt}_{l}(\Delta)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo rspace="0.167em">&#x2202;</mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>Opt</mml:mi><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial\Delta\cap\partial\smash{\widehat{\operatorname{Opt}}}(\Delta)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are connected.</p>
<p>We are interested in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Opt</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Opt</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Opt}_{r}(\Delta)(\operatorname{Opt}_{l}(\Delta))\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for the special case when <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{v}_{k}(\tilde{v}_{1})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has valency <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mn>3</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[\(3\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{\mathbb{M}}^{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</statement>
<statement content-type="lemma" id="j_GGD950_stat_004_029">
<title>Lemma 4.2.2.</title>
<p><italic>Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\in\mathcal{M}_{3}(W)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Assume that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> decomposes by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial M=u\omega_{1}w\omega_{2}^{-1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>,&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(u,w\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> vertices and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(t\in T(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{\Delta}_{1}^{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{\Delta}_{2}^{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be boundary regions of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{\mathbb{M}}^{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{\Delta}_{1}^{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{\Delta}_{2}^{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Supp</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(N(\tilde{\omega}_{1}),\Delta_{i}=\Psi^{-1}_{t}(\tilde{\Delta}^{t}_{i}),\operatorname{Supp}(\Delta_{i})=\{a,t\},\tilde{\omega}_{1}=\Psi_{t}(\omega_{1})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Assume that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial\tilde{\Delta}_{1}\cap\partial\tilde{\Delta}_{2}\cap\partial\tilde{\omega}_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a vertex <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{v}^{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with valency <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mn>3</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[\(3\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{\mathbb{M}}^{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q=\Psi_{t}^{-1}(\tilde{v})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(P=\Psi_{t}^{-1}(N(\tilde{v}))\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Thus <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(P=\Psi_{t}^{-1}(\smash{\widetilde{\Delta^{t}}_{1}}\cup\smash{\widetilde{\Delta^{t}_{2}}}\cup(\partial\smash{\widetilde{\Delta^{t}}_{1}}\cap\smash{\widetilde{\partial\Delta^{t}}_{2}})\cup\tilde{e}_{k}\cup\tilde{f}_{1}\cup\tilde{v})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{e}_{k}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{f}_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are the boundary paths of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{\Delta}_{1}^{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{\Delta}_{2}^{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with common endpoint <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mover accent="true"><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{v}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then each of the following holds:</italic></p>
<p><list list-type="custom">
<list-item>
<label>(a)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_006_001">
<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>Q</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is connected and simply connected with cyclically reduced boundary label such that each connected component</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2026;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q_{i},i=1,\ldots,k\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>of&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>Q</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has cyclically reduced boundary labels</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>U</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(U_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. <italic>Moreover,</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>U</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2026;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q_{i}\in\mathcal{M}_{3}(U_{i}),i=1,\ldots,k\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></list-item>
<list-item>
<label>(b)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_006_002">
<italic><inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>P</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(P\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is connected and simply connected with connected interior and cyclically reduced boundary label&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>V</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(V\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(P\in\mathcal{M}_{3}(V)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula></italic>.</p></list-item>
<list-item>
<label>(c)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_006_003">
<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>5</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial Q=\theta_{1}p_{1}\alpha_{1}p_{2}\theta_{2}p_{3}\alpha_{2}p_{4}\theta_{3}p_{5}\gamma^{-1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, where</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(p_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>are vertices,</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\theta_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>are sides of</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>t</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(t\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>-bands</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(i=1,2,3\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo rspace="0.1389em">=</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo lspace="0.1389em">&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\alpha_{j}=\partial\Delta_{j}\cap\partial Q,j=1,2,\Phi(\alpha_{j})=a^{c_{j}},c_{j}\neq 0\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo rspace="0.1389em">=</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo lspace="0.1389em">&#x2202;</mml:mo><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\gamma=\partial Q\cap\omega_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></list-item>
</list></p>
</statement>
<statement content-type="proof">
<title>Proof of Lemma&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_004_029" ref-type="statement">4.2.2</xref>.</title>
<p>See&#x00A0;the proof of Lemma&#x00A0;5.2.2 in&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_006" ref-type="bibr">6</xref>].&#x220E;</p>
</statement>
</sec>
<sec id="j_GGD950_s_004_s_003">
<label>4.3.</label>
<title>Definitions and assumptions</title>
<p><bold>Generalised Greendlinger regions.</bold> In our earlier work&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_006" ref-type="bibr">6</xref>, Section&#x00A0;1.3], we introduced (classical) Greendlinger regions. In the rest of the work, we shall need more general notions of Greendlinger regions. Recall from&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_006" ref-type="bibr">6</xref>, Section&#x00A0;1.3] <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo rspace="0.337em">,</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{D}_{i}(M),\,i=1,2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{D}(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a connected, simply connected map with connected interior which contains at least two regions.</p>
<p>If <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi><mml:msup><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial M=u\mu v\nu^{-1},\mu\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\nu\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> boundary paths, we shall call <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>bigonal with sides <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mu\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\nu\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula></italic>. We define <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo rspace="0.337em">,</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{D}_{i}(\mu),\mathcal{D}_{i}(\nu),\,i=1,2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{D}(\mu)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{D}(\nu)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as follows.</p>
<statement content-type="definition" id="j_GGD950_stat_004_003_001">
<title>Definitions 4.3.1.</title>
<p>Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a bigonal map with sides <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mu\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\nu\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Define</p>
<p><list list-type="custom">
<list-item>
<label>(i)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_007_001"><inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mtext>&#x00A0;is connected and&#x00A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{D}_{j}(\mu)=\{D\in\operatorname{Reg}(M),\partial D\cap\mu\text{ is connected and }i(D)=j\}\,j=1,2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{D}_{j}(\nu)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is defined accordingly. Furthermore, define <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{D}(\mu)=\mathcal{D}_{1}(\mu)\cup\mathcal{D}_{2}(\mu)\cup\mathcal{D}_{0}(\mu)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{D}_{0}(\mu)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is defined only if <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M=\{D\}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. In this case, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{D}_{0}(\mu)=\{D\}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> if <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert\mu\rvert\geq\lvert\nu\rvert\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{D}_{0}(\nu)=\{D\}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> if <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert\nu\rvert\geq\lvert\mu\rvert\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. In case <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert\mu\rvert=\lvert\nu\rvert\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we choose <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{D}_{0}(\mu)=\{D\}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></list-item>
<list-item>
<label>(ii)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_007_002">Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be an <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x211B;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{R}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-diagram,&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x211B;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{R}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> given by&#x00A0;(<xref rid="j_GGD950_eq_001_001" ref-type="disp-formula">1.1</xref>). Assume <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\in\mathcal{M}_{3}(W)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial M=\mu\nu^{-1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Define</p>
<p><disp-formula>
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable columnspacing="0pt" displaystyle="true" rowspacing="1pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"><mml:mrow><mml:mi>&#x1d53b;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:msup><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x2223;</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mtext>&#x00A0;is connected</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mo fence="true"  stretchy="false">&#x2225;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo fence="true" rspace="0.1389em" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo lspace="0.1389em">&#x2265;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left"/>
<mml:mtd columnalign="left"><mml:mrow><mml:mtext>and&#x00A0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo><mml:mtext>.</mml:mtext></mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[$$\begin{array}{rl} 
\displaystyle\mathbb{D}(\mu)=\{\Delta\in\operatorname{Reg}_{4^{+}}(\mathbb{M})\mid
 & \displaystyle\partial\Delta\cap\mu\text{ is connected},\lVert\partial\Delta \cap\mu\rVert\geq n(\Delta)
\\ 
  & \displaystyle\text{and }\lvert\Phi(\xi)\rvert\leq\lvert\Phi(\partial\Delta\cap \mu)\rvert\}. \end{array}$$]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula></p>
<p>Here,&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\xi\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the complement of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial\Delta\cap\mu\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> on <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial\Delta\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Define <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>&#x1d53b;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathbb{D}(\nu)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> accordingly.</p></list-item>
<list-item>
<label>(iii)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_007_003">Define</p>
<p><disp-formula>
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable columnspacing="0pt" displaystyle="true" rowspacing="1pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:msup><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x2223;</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mtext>&#x00A0;contains a subdiagram&#x00A0;</mml:mtext><mml:mi>S</mml:mi><mml:mtext>&#x00A0;with&#x00A0;</mml:mtext><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">O</mml:mi><mml:mo rspace="0.167em">.</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">L</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left"/>
<mml:mtd columnalign="left"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>&#x2286;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true"  stretchy="false">&#x2225;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo fence="true" rspace="0.1389em" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo lspace="0.1389em">&#x2265;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left"/>
<mml:mtd columnalign="left"><mml:mrow><mml:mtext>and&#x00A0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo><mml:mtext>.</mml:mtext></mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[$$\begin{array}{rl} 
\displaystyle\mathcal{D}^{v}(\mu)=\{\Delta\in\operatorname{Reg}_{4^{+}}( \mathbb{M})\mid
 & \displaystyle\Delta\text{ contains a subdiagram }S\text{ with }S\in \operatorname{O.L.}(\theta_{1},\theta_{2}), \\ 
  & \displaystyle S\subseteq N(\mu),\partial S\cap\mu=\theta_{1},\lVert\theta_{1} \rVert\geq n(\Delta)\geq 4
\\ 
  & \displaystyle\text{and }\lvert\Phi(\theta_{2})\rvert\leq\lvert\Phi(\theta_{1}) \rvert\}. \end{array}$$]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula></p>
<p>Define <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{D}^{v}(\nu)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> accordingly.</p></list-item>
<list-item>
<label>(iv)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_007_004">Define</p>
<p><inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mn>1</mml:mn></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{D}^{1}_{2}(\mu)=\{D\in\mathcal{D}_{1}(\mu),n(D)=2\}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{D}^{2}_{2}(\mu)=\{D\in\mathcal{D}_{2}(\mu),n(D)=2\}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></list-item>
<list-item>
<label>(v)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_007_005">Define <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mo lspace="0.278em" rspace="0.278em">:</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>boundary paths</mml:mtext><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mrow><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:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\sigma:\text{boundary paths}\rightarrow\{0,1\}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>
as follows:</p>
<p><inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\sigma(\mu)=1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> if one of the following holds:</p>
<p><list list-type="custom">
<list-item>
<label>(1)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_007_005_001_001"><inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mn>1</mml:mn></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2205;</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{D}_{2}^{1}(\mu)\neq\emptyset\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></list-item>
<list-item>
<label>(2)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_007_005_001_002"><inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert\mathcal{D}_{2}^{2}(\mu)\rvert\geq 2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></list-item>
<list-item>
<label>(3)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_007_005_001_003"><inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert\mathcal{D}_{2}^{2}(\mu)\rvert=1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and there is a region <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:msup><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathbb{M}_{4^{+}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and a sequence <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>J</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(J\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x2110;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{I}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-moves such that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>J</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial\smash{\Delta^{J}}\cap\mu\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is connected and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>J</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert\partial\smash{\Delta^{J}}\cap\mu\rvert\geq 2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></list-item>
<list-item>
<label>(4)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_007_005_001_004"><inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2205;</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\smash{\mathcal{D}_{2}^{2}}(\mu)=\emptyset\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1d53b;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2205;</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathbb{D}(\mu)\cup\mathcal{D}^{v}(\mu)\neq\emptyset\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></list-item>
</list></p>
<p>In all other cases,&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\sigma(\mu)=0\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></list-item>
<list-item>
<label>(vi)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_007_006">Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{\mu}=\Psi_{t}(\mu)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Define</p>
<p><disp-formula>
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo fence="true">&#x2223;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mtext>.</mml:mtext></mml:mrow></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$$\mathcal{D}^{\prime}(\tilde{\mu})=\{\tilde{\Delta}\in\operatorname{Reg}(\tilde{\mathbb{M}}^{t})\mid\Delta\in\mathcal{D}^{v}(\mu),\Delta=\Phi^{-1}_{t}(\tilde{\Delta})\}.$$]]></tex-math>
</alternatives>
</disp-formula></p></list-item>
</list></p>
</statement>
<statement content-type="assumption" id="j_GGD950_stat_004_003_002">
<title>Assumptions 4.3.2.</title>
<p>The proofs of Theorems&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_006" ref-type="statement">A</xref>&#x2013;<xref rid="j_GGD950_stat_008" ref-type="statement">C</xref> rely on other results as well (below) which are proved by simultaneous induction. They are</p>
<p><list list-type="custom">
<list-item>
<label>(I)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_008_001">Theorems&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_006" ref-type="statement">A</xref>&#x2013;<xref rid="j_GGD950_stat_008" ref-type="statement">C</xref>,</p></list-item>
<list-item>
<label>(II)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_008_002">Theorems&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_004_003_003" ref-type="statement">S</xref>,&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_004_003_004" ref-type="statement">L</xref> and&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_004_003_005" ref-type="statement">T</xref>.</p></list-item>
</list></p>
</statement>
<statement content-type="theorem" id="j_GGD950_stat_004_003_003">
<title>Theorem 4.3.3</title>
<p>(Theorem&#x00A0;S). <italic>Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\in\mathcal{M}_{3}(W)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and assume that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> decomposes by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\omega_{1}v_{1}\omega_{2}^{-1}v_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\omega_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\omega_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are boundary paths and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(v_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(v_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are boundary vertices. Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(t\in T(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{\Delta}\in\mathcal{D}(\tilde{\omega}_{1})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{\omega}_{1}=\Psi_{t}(\omega_{1})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Supp</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta=\Psi_{t}^{-1}(\tilde{\Delta}),\operatorname{Supp}(\Delta)=\{a,t\}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Assume <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\sigma(\omega_{1})=0\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in parts&#x00A0;(<xref rid="j_GGD950_list_004_009_001" ref-type="list">a</xref>),&#x00A0;(<xref rid="j_GGD950_list_004_009_002" ref-type="list">b</xref>) and&#x00A0;(<xref rid="j_GGD950_list_004_009_003" ref-type="list">c</xref>). Then there is a sequence <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>J</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(J\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x2110;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{I}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-moves such that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>J</mml:mi></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>J</mml:mi></mml:msup><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\smash{\Delta^{J}}=\Delta,\smash{M^{J}}\in\mathcal{M}_{3}(W)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and each of the following holds</italic>:</p>
<p><list list-type="custom">
<list-item>
<label>(a)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_009_001"><italic>If <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\beta\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is an edge of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo rspace="0.167em">&#x2202;</mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>Opt</mml:mi><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\smash{(\partial\Delta\cap\partial\widehat{\operatorname{Opt}}(\Delta))^{J}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then there is a band which has a pole on <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\beta\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and the other pole on <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\omega_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. In particular, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:mrow><mml:msub><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\smash{(\partial\Delta\cap_{B}\omega_{1})^{J}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is connected.</italic></p></list-item>
<list-item>
<label>(b)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_009_002"><italic>If <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are bands emanating from <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:mrow><mml:msub><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\smash{(\partial\Delta\cap_{B}\omega_{1})^{J}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with adjacent poles on <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial\Delta\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial B_{1}\cap\partial B_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is connected. Moreover, let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2026;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(L_{1},\ldots,L_{k}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be the bands that emanate from <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:mrow><mml:msub><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\smash{(\partial\Delta\cap_{B}\omega_{1})^{J}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial L_{i}\cap\partial L_{i+1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is connected, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2026;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(i=1,\ldots,k-1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(L_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(L_{i+1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> have adjacent poles on <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial\Delta\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</italic></p></list-item>
<list-item>
<label>(c)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_009_003"><italic>Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mo lspace="0.278em" rspace="0.278em">:=</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>Opt</mml:mi><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2216;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2026;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mi mathvariant="normal">&#x22EF;</mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Z:=\smash{\widehat{\operatorname{Opt}}(\Delta)^{J}}\cup\omega_{1}\setminus\{L_{1},\ldots,L_{k}\}=Q_{1}\mathrel{\dot{\cup}}\cdots\mathrel{\dot{\cup}}Q_{l}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are the connected components.</italic></p>
<p><list list-type="custom">
<list-item>
<label>(i)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_009_003_001_001"><inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial Q_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>are simple closed curves and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial Q_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> decompose by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial Q_{i}=\rho_{i}\xi_{i}\gamma_{i}^{-1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo rspace="0.1389em">=</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo lspace="0.1389em">&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\rho_{i}=\partial Q_{i}\cap\partial L_{j}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo rspace="0.1389em">=</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo lspace="0.1389em">&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\xi_{i}=\partial Q_{i}\cap\partial L_{j+1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo rspace="0.1389em">=</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo lspace="0.1389em">&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\gamma_{i}=\partial Q_{i}\cap\omega_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2026;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2026;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(j\in\{1,\ldots,k\},i=1,\ldots,l\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula></italic>.</p></list-item>
<list-item>
<label>(ii)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_009_003_001_002"><italic>Up to diamond moves, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>U</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo lspace="0.278em" rspace="0.278em">:=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(U_{i}:=\Phi(\partial Q_{i})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is cyclically reduced and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>U</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2026;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q_{i}\in\mathcal{M}_{3}(U_{i}),i=1,\ldots,l\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and either <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q_{i}=\{D_{i}\},n(D_{i})=2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> or <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is transferable via <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(L_{j}\cup L_{j+1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. See Figure&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_fig_006" ref-type="fig">6</xref>.</italic></p></list-item>
<list-item>
<label>(iii)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_009_003_001_003"><italic>For every <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2026;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Supp</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2286;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>&#x2216;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D\in\operatorname{Reg}(Q_{i}),i=1,\ldots,l,\operatorname{Supp}(\Phi(\partial D))\subseteq X\setminus\{a,t\}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula></italic>.</p></list-item>
</list></p></list-item>
<list-item>
<label>(d)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_009_004"><italic>Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:mrow><mml:msub><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\eta=\smash{(\partial\Delta\cap_{B}\omega_{1})^{J}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then the following hold:</italic></p>
<p><list list-type="custom">
<list-item>
<label>(i)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_009_004_001_001"><italic>If <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1d53b;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta\in\mathbb{D}(\eta)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\sigma(\omega_{1})=1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</italic></p></list-item>
<list-item>
<label>(ii)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_009_004_001_002"><italic>If <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">O</mml:mi><mml:mo rspace="0.167em">.</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">L</mml:mi><mml:mo rspace="0.167em">.</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x27E8;</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2026;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">&#x27E9;</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{\mathbb{M}}^{t}\in\mathrm{O.L.},\tilde{\mathbb{M}}^{t}=\langle\tilde{\Delta}_{1},\ldots,\tilde{\Delta}_{m}\rangle\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(m\geq 2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta_{j}\in\mathcal{D}^{v}(\eta)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, for <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(j=1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(j=m\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\sigma(\omega_{1})=1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</italic></p></list-item>
</list></p></list-item>
</list></p>
<p><fig id="j_GGD950_fig_006">
<label>Figure 6.</label>
<caption>
<p>The possible configurations of the adjacent bands in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>Opt</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Opt}(\Delta)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> emanating from <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="figures-xml/j_GGD950_fig_006.svg"/>
</fig></p>
</statement>
<statement content-type="remarks" id="j_GGD950_stat_031">
<title>Remarks</title>
<p>(Pushing up <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>).</p>
<p><list list-type="custom">
<list-item>
<label>(1)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_010_001">It follows from part&#x00A0;(<xref rid="j_GGD950_list_004_009_003" ref-type="list">c</xref>) that if <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2205;</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{D}_{2}^{2}(\omega_{1})=\emptyset\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>Opt</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Opt}(\Delta)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a homogeneous band-bundle, hence we can push up <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> by a sequence <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>J</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(J_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x2110;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{I}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-moves to <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\omega_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, such that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msup><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1d53b;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\smash{\Delta^{j}}\in\mathbb{D}(\mu)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, obtaining the classical result on Greendlinger regions.</p></list-item>
<list-item>
<label>(2)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_010_002">The same results hold if we use <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\nu\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in place of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mu\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></list-item>
</list></p>
</statement>
<statement content-type="theorem" id="j_GGD950_stat_004_003_004">
<title>Theorem 4.3.4</title>
<p>(Theorem&#x00A0;L). <italic>Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\in\mathcal{M}_{3}(W)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial M=u\omega_{1}v\omega^{-1}_{2},u\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>v</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(v\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> vertices,&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\omega_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\omega_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> boundary paths of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Assume <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2205;</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(T(M)\neq\emptyset\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(t\in T(\mathbb{M})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{\omega}_{1}=\Psi_{t}(\omega_{1})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{\Delta}\in\operatorname{Reg}(\tilde{\mathbb{M}}^{t})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta=\Psi^{-1}_{t}(\tilde{\Delta})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo rspace="0.1389em">=</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo lspace="0.1389em">&#x2202;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:mrow><mml:msub><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\eta=\partial\Delta\cap_{B}\omega_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Supp</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Supp}(\Delta)=\{a,t\}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</italic></p>
<p><list list-type="custom">
<list-item><label>(a)</label><p id="j_GGD950_list_004_011_001"><italic>If</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\smash{\tilde{\Delta}}\in\mathcal{D}(\tilde{\omega}_{1})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, then</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true"  stretchy="false">&#x2225;</mml:mo><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo fence="true" rspace="0.1389em" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub><mml:mo lspace="0.1389em">&#x2265;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\sigma(\omega_{1})=1,\lVert\eta\rVert_{a}\geq 2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lVert\eta\rVert_{t}\geq 2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></list-item>
<list-item><label>(b)</label><p id="j_GGD950_list_004_011_002"><italic>If</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\smash{\tilde{\Delta}}\in\mathcal{D}^{\prime}(\tilde{\omega}_{1})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, then</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true"  stretchy="false">&#x2225;</mml:mo><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo fence="true" rspace="0.1389em" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub><mml:mo lspace="0.1389em">&#x2265;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\sigma(\omega_{1})=1,\lVert\eta\rVert_{a}\geq 2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lVert\eta\rVert_{t}\geq 2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></list-item>
</list></p>
</statement>
<statement content-type="theorem" id="j_GGD950_stat_004_003_005">
<title>Theorem 4.3.5</title>
<p>(Theorem&#x00A0;T). <italic>Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\in\mathcal{M}_{3}(W)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>P</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(P\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a simply connected, connected subdiagram of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with at least one region. Assume that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>P</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(P\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is closed <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mn>2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[\(2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-banded in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> by bands <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B_{r}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B_{l}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. If <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial P\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has cyclically reduced label <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>U</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(U\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>U</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(P\in\mathcal{M}_{3}(U)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>P</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(P\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is transferable. In particular, there is a sequence <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>J</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(J\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x2110;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{I}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-moves such that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>J</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi><mml:mi>J</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B_{r}^{J}\cap B_{l}^{J}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is connected and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>J</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi><mml:mi>J</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B_{r}^{J}\cup B_{l}^{J}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a band-bundle. Moreover, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>J</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert B_{r}^{J}\rvert=\lvert B_{r}\rvert\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi><mml:mi>J</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert B_{l}^{J}\rvert=\lvert B_{l}\rvert\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula></italic>.</p>
<p><italic>In each of these theorems, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\in\mathcal{M}_{3}(W)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi><mml:msup><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial M=u\mu v\nu^{-1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>u</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(u\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>v</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(v\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> vertices. The induction hypothesis claims that if <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(N\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a proper subdiagram of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with cyclically reduced boundary label <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>U</mml:mi><mml:mi>N</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(U_{N}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>U</mml:mi><mml:mi>N</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(N\in\mathcal{M}_{3}(U_{N})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then the corresponding result holds for <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(N\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. We shall denote these hypotheses by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x210B;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x210B;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x210B;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{H}(A),\mathcal{H}(B),\mathcal{H}(C)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x210B;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x210B;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{H}(S),\mathcal{H}(L)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>&#x210B;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{H}(T)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, respectively. So we assume in the sequel that</italic></p>
<p><disp-formula id="j_GGD950_uneq_004_004">
<label>(&#x210B;&#x2081;)</label>
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x210B;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x210B;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x210B;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x210B;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x210B;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext style="font-style: italic;">&#x00A0;and&#x00A0;</mml:mtext><mml:mi>&#x210B;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext style="font-style: italic;">&#x00A0;hold</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mtext>.</mml:mtext></mml:mrow></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$$\displaystyle\mathcal{H}(A),\mathcal{H}(B),\mathcal{H}(C),\mathcal{H}(S),\mathcal{H}(L) \ {and} \ \mathcal{H}(T) \ {hold}.$$]]></tex-math>
</alternatives>
</disp-formula></p>
</statement>
</sec>
<sec id="j_GGD950_s_004_s_004">
<label>4.4.</label>
<title>The proof of Theorem&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_006" ref-type="statement">A</xref></title>
<statement content-type="lemma" id="j_GGD950_stat_004_032">
<title>Lemma 4.4.1.</title>
<p><italic>Let&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>W</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(W\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a cyclically reduced word in&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>F	</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(F\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(W=1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>A</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(A\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(W\neq 1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(A(\Gamma_{2})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Let&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a van Kampen <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x211B;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{R}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-diagram over&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>F</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(F\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>,&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x211B;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{R}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> given by</italic> (<xref rid="j_GGD950_eq_001_001" ref-type="disp-formula">1.1</xref>). <italic>Assume that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\in\mathcal{M}_{1}(W)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and all bands are adequate. Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be regions in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Reg}_{4+}(\mathbb{M})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, with <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Supp</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Supp</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Supp}(\Delta_{1})=\operatorname{Supp}(\Delta_{2})=\{a,t\},\Delta_{1}\neq\Delta_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Assume that there are bands <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> connecting adjacent edges <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(e_{1}v_{1}e_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial\Delta_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with adjacent edges <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(f_{1}w_{1}f_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial\Delta_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>,&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(v_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(w_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are vertices such that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Phi(e_{1})=a\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Phi(e_{2})=t\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>&#x2209;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\not\in\mathcal{M}_{2}(W)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. In particular, if <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\in\mathcal{M}_{3}(W)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then the poles of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> cannot be adjacent both on <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial\Delta_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and on <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial\Delta_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</italic></p>
</statement>
<statement content-type="proof">
<title>Proof.</title>
<p>See the proof of Lemma&#x00A0;5.4.1 in&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_006" ref-type="bibr">6</xref>].&#x220E;</p>
</statement>
<statement content-type="lemma" id="j_GGD950_stat_004_034">
<title>Lemma 4.4.2.</title>
<p><italic>Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\in\mathcal{M}_{3}(W)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and assume <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2205;</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(T(M)\neq\emptyset\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(t\in T(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then</italic></p>
<p><list list-type="custom">
<list-item><label>(a)</label><p id="j_GGD950_list_004_012_001"><inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\smash{\tilde{\mathbb{M}}^{t}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>has no inner vertices with valency</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mn>2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[\(2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>,</p></list-item>
<list-item><label>(b)</label><p id="j_GGD950_list_004_012_002"><inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\smash{\tilde{\mathbb{M}}^{t}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>satisfies condition</italic>&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathrm{C}(4)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></list-item>
</list></p>
</statement>
<statement content-type="proof">
<title>Proof.</title>
<p>See the proof of Lemma&#x00A0;5.4.2 in&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_006" ref-type="bibr">6</xref>].&#x220E;</p>
</statement>
<sec id="j_GGD950_s_004_s_004_s_003">
<label>4.4.3.</label>
<title>Proof of Theorem&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_006" ref-type="statement">A</xref></title>
<p>If <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{\mathbb{M}}^{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> does not satisfy condition&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathrm{T}(4)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then due to Lemma&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_004_034" ref-type="statement">4.4.2</xref>,&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{\mathbb{M}}^{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> contains an inner vertex <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mover accent="true"><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{v}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with valency <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mn>3</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[\(3\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{\Delta}_{1},\tilde{\Delta}_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{\Delta}_{3}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be the regions of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{\mathbb{M}}^{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> which contain <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mover accent="true"><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{v}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> on their boundary. Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta_{i}=\Psi_{t}^{-1}(\tilde{\Delta}_{i}),i=1,2,3\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q=\Psi_{t}^{-1}(\tilde{v})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. It is not difficult to show by arguments similar to those used in the proof of Lemma&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_004_029" ref-type="statement">4.2.2</xref> that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo maxsize="120%" minsize="120%">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mo>&#x22C3;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo maxsize="120%" minsize="120%">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\psi_{t}^{-1}\smash{\bigl{(}\bigcup_{i=1}^{i=3}{\tilde{\Delta}}_{i}\bigr{)}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is connected and simply connected, and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo rspace="0.1389em">=</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo lspace="0.1389em">&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial Q=\alpha_{1}\theta_{1}\alpha_{2}\theta_{2}\alpha_{3}\theta_{3},\alpha_{i}=\partial\Delta_{i}\cap\partial Q\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\theta_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are sides of bands <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo rspace="0.1389em">=</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo lspace="0.1389em">&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo rspace="0.337em">,</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B_{i},\theta_{i}=\partial B_{i}\cap\partial Q,\,i=1,2,3\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\alpha_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is either a point or a path with label <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:msubsup><mml:mo rspace="0.337em">,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Supp</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo rspace="0.337em">,</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\smash{a_{i}^{k_{i}}},\,k_{i}\neq 0,\operatorname{Supp}(\Delta_{i})=\{t,a_{i}\},\,i=1,2,3\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Consider <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>U</mml:mi><mml:mo lspace="0.278em" rspace="0.278em">:=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(U:=\Phi(\partial Q)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Since <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Supp</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Supp}(\Phi(\theta_{i}))\in C_{\Gamma}(t)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> while if <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\alpha_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is not a point, then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\alpha_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is labelled with <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:msubsup><mml:mo>&#x2209;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\smash{a_{i}^{k_{i}}}\notin C_{\Gamma}(t)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the only occurrences of letters in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>U</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(U\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> which do not commute with <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>t</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(t\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are the non-trivial labels of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\alpha_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. In particular,</p>
<p><disp-formula id="j_GGD950_uneq_004_005">
<label>(*)</label>
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mtable columnspacing="0pt" displaystyle="true" rowspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd columnalign="left"><mml:mrow><mml:mtext>there are at most three disjoint occurrences of letters in&#x00A0;</mml:mtext><mml:mi>U</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd columnalign="left"><mml:mrow><mml:mtext>which do not commute with&#x00A0;</mml:mtext><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo maxsize="210%" minsize="210%">}</mml:mo><mml:mtext>.</mml:mtext></mml:mrow></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$$\biggl{.}\begin{aligned} & \text{there are at most three disjoint occurrences of letters in }U\\
 & \text{which do not commute with }t\end{aligned}\biggr{\}}.$$]]></tex-math>
</alternatives>
</disp-formula></p>
<p>We claim that if <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\alpha_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\alpha_{j}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are not points, then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(a_{i}=a_{j}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Suppose not. By&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_006" ref-type="bibr">6</xref>, Lemma&#x00A0;1.1.c], there are at least&#x00A0;two disjoint occurrences of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(a_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and&#x00A0;two disjoint occurrences of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(a_{j}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>U</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(U\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, hence <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>U</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(U\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has at least&#x00A0;four such occurrences violating&#x00A0;(<xref rid="j_GGD950_uneq_004_005" ref-type="disp-formula">*</xref>). Hence <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(a_{i}=a_{j}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Denote <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(a=a_{i}=a_{j}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. It is easy to see that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>U</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(U\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is cyclically reduced and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>U</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q\in\mathcal{M}_{3}(U)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. In particular, Theorem&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_007" ref-type="statement">B</xref> applies to <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>Q</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert Q\rvert < \lvert M\rvert\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>). Hence if <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>D</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a region of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>Q</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Supp</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(a\in\operatorname{Supp}(D)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(n(D)\leq 3\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, due to&#x00A0;(<xref rid="j_GGD950_uneq_004_005" ref-type="disp-formula">*</xref>). Since <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(n(D)\neq 3\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, hence <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(n(D)=2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Hence <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>Q</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(a\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-abelian. Consequently, if <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\alpha_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is not a point, then from each edge of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\alpha_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, there emanates a band <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>L</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(L\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>Q</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> which has one of its poles on <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\alpha_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and the other on <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\alpha_{j}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Observe that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>L</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(L\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> have adjacent poles on <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and on <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta_{j}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. But this violates Lemma&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_004_032" ref-type="statement">4.4.1</xref>. Hence all <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\alpha_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are points. But then since three is odd, the three changes of orientations of the poles of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\beta_{i},i=1,2,3\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, force <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(t=t^{-1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. This violates&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_006" ref-type="bibr">6</xref>, Lemma&#x00A0;1.1&#x00A0;(a)]. Hence <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(d(\tilde{v})\neq 3\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. It follows from Lemma&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_004_034" ref-type="statement">4.4.2</xref> (<xref rid="j_GGD950_list_004_012_002" ref-type="list">b</xref>) that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\smash{\tilde{\mathbb{M}}^{t}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> satisfies conditions&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathrm{C}(4)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathrm{T}(4)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.&#x220E;</p>
</sec>
</sec>
<sec id="j_GGD950_s_004_s_005">
<label>4.5.</label>
<title>Preparatory results for the proofs of Theorems <xref rid="j_GGD950_stat_004_003_003" ref-type="statement">S</xref>, <xref rid="j_GGD950_stat_004_003_004" ref-type="statement">L</xref>, <xref rid="j_GGD950_stat_004_003_005" ref-type="statement">T</xref> and <xref rid="j_GGD950_stat_007" ref-type="statement">B</xref></title>
<statement content-type="lemma" id="j_GGD950_stat_004_036">
<title>Lemma 4.5.1.</title>
<p><italic>Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\in\mathcal{M}_{3}(W)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a connected, simply connected <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x211B;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{R}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-diagram with connected interior. Suppose <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial M=u_{1}\omega_{1}u_{2}\omega_{2}^{-1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2205;</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(T(M)\neq\emptyset\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(u_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(u_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are vertices.</italic></p>
<p><italic>Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(t\in T(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and consider <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{\mathbb{M}}^{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Assume <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Reg}(\tilde{M}^{t})=\{\tilde{\Delta}\}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta=\smash{\Psi_{t}^{-1}}(\tilde{\Delta})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Supp</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Supp}(\Delta)=\{t,a\}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and define <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Opt</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo rspace="0.278em" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo rspace="0.278em">:=</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Opt}_{\omega_{i}}(\Delta):=\Psi^{-1}_{t}(\tilde{\omega}_{i}),i=1,2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Assume Theorem</italic>&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_004_003_003" ref-type="statement">S</xref> <italic>holds for&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\sigma(\omega_{i})=1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(i=1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> or <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(i=2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lVert\omega_{i}\rVert_{t}\geq 2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</italic></p>
</statement>
<statement content-type="proof">
<title>Proof.</title>
<p>See the proof of Lemma&#x00A0;5.5.1 in&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_006" ref-type="bibr">6</xref>].&#x220E;</p>
</statement>
<statement content-type="lemma" id="j_GGD950_stat_004_038">
<title>Lemma 4.5.2.</title>
<p><italic>Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\in\mathcal{M}_{3}(W)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with boundary cycle <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi><mml:msup><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mu u\nu^{-1}v\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>u</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(u\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>v</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(v\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are vertices. Assume that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2205;</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(T(M)\neq\emptyset\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(t\in T(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{\Delta}\in\operatorname{Reg}(\tilde{\mathbb{M}}^{t})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta=\Psi_{t}^{-1}(\tilde{\Delta})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo rspace="0.167em">&#x2202;</mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>Opt</mml:mi><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\eta=(\partial\Delta\cap\partial\smash{\widehat{\operatorname{Opt}}}(\Delta))\cap_{B}\mu\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo rspace="0.167em">&#x2202;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Opt</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\eta_{0}=(\partial\Delta\cap\partial{\operatorname{Opt}}(\Delta))\cap_{B}\mu\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Assume <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\eta\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is connected. Then in each of the following cases, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1d53b;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta\in\mathbb{D}(\eta)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lVert\Phi(\mu)\rVert_{t}\geq 2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>:</italic></p>
<p><list list-type="custom">
<list-item>
<label>(a)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_013_001">
<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{\Delta}\in\mathcal{D}_{1}(\tilde{\mu})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></list-item>
<list-item>
<label>(b)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_013_002">
<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{\Delta}\in\mathcal{D}_{2}(\tilde{\mu})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, and there is an</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(H_{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>-band</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>L</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(L\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>emanating from</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo>&#x2216;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\eta\setminus\eta_{0}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and ending on</italic> <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mu\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></list-item>
</list></p>
<p><italic>Moreover, in case&#x00A0;(<xref rid="j_GGD950_list_004_013_001" ref-type="list">a</xref>), <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lVert\Phi(\mu)\rVert_{t}\geq 3\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>,</italic></p>
</statement>
<statement content-type="proof">
<title>Proof.</title>
<p>See the proof of Lemma&#x00A0;5.5.2 in&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_006" ref-type="bibr">6</xref>].&#x220E;</p>
</statement>
<statement content-type="remark" id="j_GGD950_stat_040">
<title>Remark.</title>
<p>Lemma&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_004_038" ref-type="statement">4.5.2</xref> remains true if we replace <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mu\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\nu\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</statement>
<statement content-type="lemma" id="j_GGD950_stat_004_041">
<title>Lemma 4.5.3.</title>
<p><italic>Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\in\mathcal{M}_{3}(W)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a connected, simply connected <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x211B;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{R}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-diagram over&#x00A0;F with connected interior. Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial M=v_{1}\omega_{1}v_{2}\omega_{2}^{-1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>,&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(v_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(v_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> vertices and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\omega_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\omega_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> boundary paths. Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(t\in T(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and assume that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert\tilde{\mathbb{M}}^{t}\rvert\geq 2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">O</mml:mi><mml:mo rspace="0.167em">.</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">L</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo rspace="0.337em">,</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo rspace="0.337em">,</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x27E8;</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2026;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">&#x27E9;</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo rspace="0.337em">,</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{\mathbb{M}}^{t}\in\operatorname{O.L.}(\widetilde{\omega_{1}},\widetilde{\omega_{2}}),\,\widetilde{\omega_{i}}=\Psi_{t}(\omega_{i}),\,\tilde{\mathbb{M}}^{t}=\langle\tilde{\Delta}_{1},\ldots,\tilde{\Delta}_{k}\rangle,\,k\geq 2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. If <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\sigma(\omega_{1})=0\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and Theorem</italic>&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_004_003_003" ref-type="statement">S</xref> <italic>holds for&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then each of the following holds:</italic></p>
<p><list list-type="custom">
<list-item>
<label>(a)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_014_001">
<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo rspace="0.167em">&#x2202;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Opt</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:msub><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo rspace="0.337em">,</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\sigma(\partial\operatorname{Opt}(\Delta_{i})\cap_{B}\omega_{2})=1,\,i=1,k\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></list-item>
<list-item>
<label>(b)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_014_002">
<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\({\lVert\omega_{2}\rVert}_{t}\geq 3\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></list-item>
</list></p>
</statement>
<statement content-type="proof">
<title>Proof.</title>
<p>See&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_006" ref-type="bibr">6</xref>, pp.&#x00A0;98&#x2013;99].&#x220E;</p>
</statement>
<statement content-type="lemma" id="j_GGD950_stat_004_043">
<title>Lemma 4.5.4.</title>
<p><italic>Let notation and assumptions be as in Lemma</italic>&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_004_029" ref-type="statement">4.2.2</xref>. <italic>Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo rspace="0.1389em">=</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo lspace="0.1389em">&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:msub><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\eta_{i}=\partial\Delta_{i}\cap_{B}\omega_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(i=1,i=2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\omega_{1}=\gamma\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\omega_{2}=\theta_{1}\alpha_{1}\theta_{3}\alpha_{2}\theta_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. (Thus <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert Q\rvert < \lvert M\rvert\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\omega_{1}u\omega_{2}^{-1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a boundary cycle of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>Q</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.) If <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\sigma(\omega_{1})=0\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>Q</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(a\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-abelian.</italic></p>
</statement>
<statement content-type="proof">
<title>Proof.</title>
<p>See the proof of Lemma&#x00A0;5.5.4 in&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_006" ref-type="bibr">6</xref>].&#x220E;</p>
</statement>
<statement content-type="corollary" id="j_GGD950_stat_045">
<title>Corollary.</title>
<p><italic>Let notation and assumptions be as in the lemma. If <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{\Delta}\in\mathcal{D}_{2}(\tilde{\mu})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1d53b;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta\in\mathbb{D}(\mu)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</italic></p>
</statement>
<statement content-type="proof">
<title>Proof.</title>
<p>Due to the lemma, condition&#x00A0;(<xref rid="j_GGD950_list_004_013_002" ref-type="list">b</xref>) of Lemma&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_004_038" ref-type="statement">4.5.2</xref> is satisfied. Hence the result follows from part&#x00A0;(<xref rid="j_GGD950_list_004_013_002" ref-type="list">b</xref>) of Lemma&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_004_038" ref-type="statement">4.5.2</xref>.&#x220E;</p>
</statement>
</sec>
<sec id="j_GGD950_s_004_s_006">
<label>4.6.</label>
<title>Proof of Theorem&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_004_003_003" ref-type="statement">S</xref></title>
<p><list list-type="custom">
<list-item>
<label>(a)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_015_001">Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tau_{1}w_{1}\alpha w_{2}\tau_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a subpath of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Opt</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial\Delta\cap\operatorname{Opt}(\Delta)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>,&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(w_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(w_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> vertices, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x00B1;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Phi(\tau_{1})=t^{\pm 1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x00B1;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Phi(\tau_{2})=t^{\pm 1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Phi(\alpha)=a^{f},f\neq 0\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. It follows from the definition of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>Opt</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Opt}(\Delta)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> that there are <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>t</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(t\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-bands <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(L_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(L_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> emanating from <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tau_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tau_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, respectively, and ending on <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\theta_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be the side of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(L_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> which has <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(w_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as an endpoint, and let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\theta_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be the side of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(L_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> which has <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(w_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as an endpoint. Then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Supp</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2286;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Supp}(\Phi(\theta_{i}))\subseteq C_{\Gamma}(t)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>,&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(i=1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(i=2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(z_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(z_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be the endpoints of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\theta_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\theta_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, respectively, on <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial M\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\gamma\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be the subpath of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo rspace="0.167em">&#x2202;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Opt</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial M\cap\partial\operatorname{Opt}(\Delta)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> which starts at <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(z_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and ends at <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(z_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\sigma(\gamma)=0\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo>&#x2286;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\gamma\subseteq\omega_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\sigma(\omega_{1})=0\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Also, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>U</mml:mi><mml:mo lspace="0.278em" rspace="0.278em">:=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(U:=\Phi(\theta_{1}\alpha\theta_{2}\gamma^{-1})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is cyclically reduced, since <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2209;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(a\not\in C_{\Gamma}(t)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>Q</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be the bounded component of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x1d53c;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>&#x2216;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathbb{E}^{2}\setminus(\theta_{1}\alpha\theta_{2}\gamma^{-1})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Assume first that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mspace width="0.3888888888888889em"/><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi/><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial Q(=\theta_{1}\alpha\theta_{2}\gamma^{-1})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a simple closed path. Hence <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>Int</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Int}(Q)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is connected. It follows from [<xref rid="j_GGD950_ref_006" ref-type="bibr">6</xref>, Lemma&#x00A0;2.2.1] that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>U</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q\in\mathcal{M}_{3}(U)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Hence Theorem&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_006" ref-type="statement">A</xref> applies to <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>Q</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and it follows from the proof of Lemma&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_004_043" ref-type="statement">4.5.4</xref> that if <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>Q</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is not <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(a\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-abelian, then one of the&#x00A0;four cases mentioned in the proof of Lemma&#x00A0;5.5.4 in&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_006" ref-type="bibr">6</xref>] occurs. From this point on, we follow the proof of Lemma&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_004_043" ref-type="statement">4.5.4</xref>, with <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lVert\omega_{2}\rVert_{a}=1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (here) instead of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lVert\omega_{2}\rVert_{a}=2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, showing that each case leads to a contradiction, hence <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>Q</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(a\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-abelian, more precisely, in the first case, by Lemma&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_004_036" ref-type="statement">4.5.1</xref>, in the second case, by Lemma&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_004_041" ref-type="statement">4.5.3</xref>, in the third case, by Lemma&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_004_038" ref-type="statement">4.5.2</xref> and in the fourth case, by Theorem&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_004_003_004" ref-type="statement">L</xref>. Therefore, if <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x22EF;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\beta=\beta_{1}\cdots\beta_{k}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x00B1;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Phi(\beta_{i})=a^{\pm 1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then from every <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\beta_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, there emanates an <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(a\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-band which ends on <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\gamma\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, since <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2209;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(a\not\in C_{\Gamma}(t)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. (Notice that it cannot end on <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\beta\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.) If <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>Int</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Int}(Q)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is not connected, then a similar argument applies to each component.</p></list-item>
<list-item>
<label>(b)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_015_002">Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be bands emanating from <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo rspace="0.167em">&#x2202;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Opt</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial\Delta\cap\partial\operatorname{Opt}(\Delta)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and ending on <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\omega_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Assume that their poles on <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial\Delta\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are adjacent. Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\xi_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\xi_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be the sides of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, respectively, with <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo lspace="0.278em" rspace="0.278em">:=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2205;</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(w:=\xi_{1}\cap\xi_{2}\cap\partial\Delta\neq\emptyset\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> a point. We claim that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\xi_{1}\cap\xi_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is connected. Suppose not and consider <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x1d53c;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>&#x2216;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathbb{E}^{2}\setminus(\xi_{1}\cup\xi_{2})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>P</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(P\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a bounded connected component of it. Then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial P=(\partial P\cap\xi_{1})\cup(\partial P\cap\xi_{2})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo lspace="0.278em" rspace="0.278em">:=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(V:=\Phi(\partial P)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then applying diamond moves at the endpoints of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial P\cap\xi_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> if needed, we may assume that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>V</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(V\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is cyclically reduced. It follows from&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_006" ref-type="bibr">6</xref>, Lemma&#x00A0;2.2.1] that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(P\in\mathcal{M}_{3}(V)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Hence Theorem&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_004_003_005" ref-type="statement">T</xref> applies to <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>P</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(P\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert P\rvert < \lvert M\rvert\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>). Hence by a sequence <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>J</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(J_{0}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x2110;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{I}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-moves,&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>P</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(P\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is transferable beyond <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(B_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>J</mml:mi></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(P^{J}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> contains no regions. Doing so independently for every connected component <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(P_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>J</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2026;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(J_{i},i=1,\ldots,r\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we get that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\((B_{1}\cap B_{2})^{J}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is connected, where <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>J</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo lspace="0.222em" rspace="0.222em">&#x2218;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>J</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo lspace="0.222em" rspace="0.222em">&#x2218;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x22EF;</mml:mi><mml:mo lspace="0.222em" rspace="0.222em">&#x2218;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>J</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(J=J_{1}\circ J_{2}\circ\cdots\circ J_{r}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Consider now <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x1d53c;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>&#x2216;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2026;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathbb{E}^{2}\setminus\{L_{1},\ldots,L_{k}\}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2026;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q_{1},\ldots,Q_{m}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be its bounded connected components.</p>
<p>Assume <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(k=3\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial L_{1}\cap\partial L_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is connected. Assume that for some <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(i,1\leq i\leq m\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>,&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> occurs between <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(L_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(L_{3}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial Q_{i}=(\partial Q_{i}\cap\partial L_{2})\cup(\partial Q_{i}\cap\partial L_{3})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Suppose that we would like to transfer a region <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>D</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> from <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> via <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(L_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. In principle, it is possible that a previous step of transferring regions <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>D</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> occurred between <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(L_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(L_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and was transferred to <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Hence now we transfer it back, and by this we create a loop in the process. The point is that because <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial L_{1}\cap\partial L_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is connected, we may regard <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(L_{1}\cup L_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as a single band, and this enables us to transfer <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>D</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> further beyond <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(L_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, out of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>Opt</mml:mi><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\smash{\widehat{\operatorname{Opt}}}(\Delta)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and, by this, to &#x201C;empty&#x201D; (by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x2110;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{I}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-moves <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>J</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(J\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>) each <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, so to get <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>J</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>J</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\smash{L_{1}^{J}}\cap\smash{L_{2}^{J}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>J</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>J</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\smash{L_{2}^{J}}\cap\smash{L_{3}^{J}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> simultaneously connected. From this, it is clear how to prove for general <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>k</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(k\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></list-item>
<list-item>
<label>(c)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_015_003">(<xref rid="j_GGD950_list_004_009_003_001_001" ref-type="list">i</xref>)&#x00A0;This is clear from the construction of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>Z</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Z\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and the definition of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>(<xref rid="j_GGD950_list_004_009_003_001_002" ref-type="list">ii</xref>)&#x00A0;and&#x00A0;(<xref rid="j_GGD950_list_004_009_003_001_003" ref-type="list">iii</xref>) It follows from&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_006" ref-type="bibr">6</xref>, Lemma&#x00A0;2.2.1] that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>U</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q_{i}\in\mathcal{M}_{3}(U_{i})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. It remains to show that either <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q_{i}=\{D\}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(n(D)=2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> or <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is transferable. Thus Theorem&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_008" ref-type="statement">C</xref> is applicable to <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, implying that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\sigma(\rho_{i}\xi_{i})=1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. (Recall that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\sigma(\gamma)=0\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.) Consequently, if <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is not abelian, then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(N(\rho_{i}\xi_{i})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> contains a transferable region. Hence by applying a finite number of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x2110;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{I}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-moves, we can transfer all the regions <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>D</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(n(D)\geq 4\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> beyond <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(L_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and/or <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(L_{i+1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and remaining either with an abelian diagram <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q^{\prime}_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> or with a diagram with <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2205;</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{D}^{2}_{2}(\omega^{\prime}_{1})=\emptyset\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\omega^{\prime}_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is obtained from <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\omega_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> by the appropriate <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>I</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(I\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-move. Applying&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_006" ref-type="bibr">6</xref>, Lemma&#x00A0;4.1.2], the result follows. Finally, since either every region <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>D</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>Q</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is transferable via <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(L_{j}\cup L_{j+1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> or <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q=\{D\}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Supp</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2286;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Supp}(\partial D)\subseteq C_{\Gamma}(a)\cup C_{\Gamma}(t)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. But <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2205;</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\{a,t\}\cap(C_{\Gamma}(a)\cup C_{\Gamma}(t))=\emptyset\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Hence <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Supp</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2205;</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\{a,t\}\cap\operatorname{Supp}(D)=\emptyset\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></list-item>
<list-item>
<label>(d)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_015_004">We follow notation of part&#x00A0;(<xref rid="j_GGD950_list_004_015_003" ref-type="list">c</xref>).</p>
<p>(<xref rid="j_GGD950_list_004_009_004_001_001" ref-type="list">i</xref>)&#x00A0;By assumption, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1d53b;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta\in\mathbb{D}(\eta)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Hence <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo fence="true" rspace="0.1389em" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo lspace="0.1389em" rspace="0.1389em">&#x2265;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo fence="true" lspace="0.1389em" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo fence="true" rspace="0.1389em" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo lspace="0.1389em">&#x2265;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lVert\partial\Delta\cap\eta\rVert\geq\lVert n(\Delta)\rVert\geq 4\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Consider <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>Opt</mml:mi><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\smash{\widehat{\operatorname{Opt}}}(\Delta)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2026;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\{L_{1},\ldots,L_{k}\}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be the bands which emanate from <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\eta\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and end on <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\omega_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Consider <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(L_{1}\cup Q_{1}\cup L_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. If <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q_{1}\neq\{D\}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(n(D)=2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then we can transfer <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> beyond <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(L_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(L_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> via a suitable sequence <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>J</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(J\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x2110;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{I}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-moves such that in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>J</mml:mi></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(M^{J}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, configurations&#x00A0;(1),&#x00A0;(2), (3)&#x00A0;and&#x00A0;(4) as in&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_006" ref-type="bibr">6</xref>, Figure&#x00A0;41] occur. In configuration&#x00A0;(1), <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{D}^{2}_{2}(\omega_{1})\geq 2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, in configurations&#x00A0;(2) and&#x00A0;(3), <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{D}^{2}_{2}(\omega_{1})\geq 1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and in configuration&#x00A0;(4), <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{D}^{2}_{2}(\omega_{1})\geq 0\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Similar arguments apply to <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(L_{k-1}\cup Q_{k-1}\cup L_{k}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Notice that if <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(L_{1}\cup Q_{1}\cup L_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(L_{k-1}\cup Q_{k-1}\cup L_{k}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are in configurations&#x00A0;(1),&#x00A0;(2) or&#x00A0;(3), then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert\mathcal{D}^{2}_{2}(\omega_{1})\rvert\geq 2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. This is part&#x00A0;(2) in the definition of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\sigma(\omega_{1})=1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Hence we have to show that if <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{D}^{2}_{2}(\omega_{1})\leq 1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\sigma(\omega_{1})=1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, which contradicts <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\sigma(\omega_{1})=0\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(L_{1}\cup L_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be in configuration <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>i</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(i\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(L_{k-1}\cup L_{k}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in configuration <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>j</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(j\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(1\leq i\leq 4\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(1\leq j\leq 4\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. If <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert\mathcal{D}_{2}^{2}(\omega_{1})\rvert\leq 1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> then either <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(i=4\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> or <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(j=4\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> or both. Assume <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(L_{1}\cup L_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is in configuration&#x00A0;(4) and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(L_{k-1}\cup L_{k}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in configuration <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(j\leq 3\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(L_{1}\cup L_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a homogeneous band-bundle. See&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_006" ref-type="bibr">6</xref>] for the definition. Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x1d539;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathbb{B}_{0}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be the maximal band-bundle that contains <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(L_{1}\cup L_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then we claim that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x1d539;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x22EF;</mml:mi><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathbb{B}_{0}=L_{1}\cup\cdots\cup L_{k-1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Thus suppose <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x1d539;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x22EF;</mml:mi><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathbb{B}_{0}=L_{1}\cup\cdots\cup L_{l}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(l < k-1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and consider <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(L_{l+1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. If <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2205;</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Reg}(Q_{l})\neq\emptyset\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then we transfer <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q_{l}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> via <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(L_{l}\cup L_{l+2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> by a sequence <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>J</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(J\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x2110;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{I}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-moves such that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi><mml:mi>J</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo rspace="0.170em" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo rspace="0.448em">=</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2205;</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Reg}(Q^{J}_{l})\,{=}\,\emptyset\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Hence <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(L_{l}\cup L_{L+1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is in configurations&#x00A0;(1),&#x00A0;(2) or&#x00A0;(3), since <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert\mathcal{D}_{2}^{2}(\omega_{1})\rvert=1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> implies that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(l=k-1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Observe that we can push up <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> by a sequence <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>J</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(J_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x2110;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{I}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-moves along <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x1d539;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathbb{B}_{0}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>J</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo fence="true" rspace="0.1389em" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo lspace="0.1389em">&#x2265;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lVert\partial\Delta^{J}\cap\omega_{1}\rVert\geq n(\Delta)-2\geq 2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. This is part&#x00A0;(3) in the definition of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\sigma(\omega_{1})=1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. So it remains to deal with the case when both <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(L_{1}\cup L_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(L_{k-1}\cup L_{k}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are in configuration&#x00A0;(4). Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x1d539;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathbb{B}_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be the maximal band-bundle which contains <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(L_{k-1}\cup L_{k}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x1d539;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x1d539;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Opt</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathbb{B}_{0}\cup\mathbb{B}_{1}=\operatorname{Opt}(\Delta)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. If <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x1d539;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x1d539;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathbb{B}_{0}=\mathbb{B}_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>Opt</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Opt}(\Delta)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a band-bundle, and by pushing up <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> via <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>Opt</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Opt}(\Delta)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we get <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>J</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:msup><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta^{J_{2}}\in\mathcal{D}(\omega_{1})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. But then by part&#x00A0;(4) of the definition of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\sigma(\omega_{1})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\sigma(\omega_{1})=1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Finally, if <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x1d539;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x1d539;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathbb{B}_{0}=\mathbb{B}_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then either <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x1d539;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo fence="true" rspace="0.1389em" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo lspace="0.1389em">&#x2265;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lVert\eta\cap\partial\mathbb{B}_{0}\rVert\geq 2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> or <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x1d539;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo fence="true" rspace="0.1389em" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo lspace="0.1389em">&#x2265;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lVert\eta\cap\partial\mathbb{B}_{1}\rVert\geq 2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and we fulfil part&#x00A0;(3) of the definition of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\sigma(\omega_{1})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, showing that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\sigma(\omega_{1})=1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. If one of the <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q_{i}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> consists of a single region <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>D</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(n(D)=2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert\mathcal{D}_{2}^{2}(\omega_{1})\rvert\geq 1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and the above arguments apply to this case.</p>
<p>(<xref rid="j_GGD950_list_004_009_004_001_002" ref-type="list">ii</xref>)&#x00A0;The case when <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">O</mml:mi><mml:mo rspace="0.167em">.</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">L</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{\mathbb{M}}^{t}\in\operatorname{O.L.}(\omega_{1},\omega_{2})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is dealt with similarly.&#x220E;</p></list-item>
</list></p>
</sec>
<sec id="j_GGD950_s_004_s_007">
<label>4.7.</label>
<title>Proof of Theorem&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_004_003_004" ref-type="statement">L</xref></title>
<p><list list-type="custom">
<list-item>
<label>(a)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_016_001">If <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert\tilde{\mathbb{M}}^{t}\rvert=1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then by Lemma&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_004_036" ref-type="statement">4.5.1</xref>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1d53b;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta\in\mathbb{D}(\eta)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Assume <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert\tilde{\mathbb{M}}^{t}\rvert\geq 2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. By Theorem&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_004_003_003" ref-type="statement">S</xref> part&#x00A0;(<xref rid="j_GGD950_list_004_009_004" ref-type="list">d</xref>), it is enough to show that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1d53b;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta\in\mathbb{D}(\eta)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. By&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_006" ref-type="bibr">6</xref>, Lemma&#x00A0;1.3.2], <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(i(\tilde{\Delta})\leq 2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. If <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(i(\tilde{\Delta})=1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then by Lemma&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_004_038" ref-type="statement">4.5.2</xref> (<xref rid="j_GGD950_list_004_013_001" ref-type="list">a</xref>), <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1d53b;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta\in\mathbb{D}(\eta)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. If <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(i(\tilde{\Delta})=2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then by&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_006" ref-type="bibr">6</xref>, Lemma&#x00A0;1.3.4], <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial\tilde{\Delta}\cap\tilde{\omega}_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has an endpoint <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mover accent="true"><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{v}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with valency <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mn>3</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[\(3\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q=\Psi^{-1}_{t}(\tilde{v})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. If <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\sigma(\omega_{1})=0\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>Q</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(Q\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is an <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(a\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-abelian, by Lemma&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_004_043" ref-type="statement">4.5.4</xref>, hence there is an <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(a\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-band-bundle emanating from <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\alpha_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and ending at <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\omega_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. (We follow the notation of Lemma&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_004_043" ref-type="statement">4.5.4</xref>.) Consequently, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1d53b;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta\in\mathbb{D}(\eta)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, by Lemma&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_004_038" ref-type="statement">4.5.2</xref> (<xref rid="j_GGD950_list_004_013_002" ref-type="list">b</xref>), as required. Since <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(n(\Delta)\geq 4\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the rest follow.</p></list-item>
<list-item>
<label>(b)</label>
<p id="j_GGD950_list_004_016_002">Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x27E8;</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2026;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">&#x27E9;</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{\mathbb{M}}^{t}=\langle\tilde{\Delta}_{1},\ldots,\tilde{\Delta}_{k}\rangle,k\geq 2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and consider <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. By&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_006" ref-type="bibr">6</xref>, Proposition&#x00A0;1.5.2], <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial S\cap\partial\Delta_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is connected, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo fence="true" rspace="0.1389em" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo lspace="0.1389em">&#x2265;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lVert\partial S\cap\partial\Delta_{1}\rVert\geq n(\Delta_{1})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert\xi\rvert\leq\lvert\partial S\cap\partial\Delta_{1}\rvert\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\xi\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the complement of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial S\cap\partial\Delta_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> on <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\partial\Delta_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Consequently, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x1d53b;</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(S\in\mathbb{D}^{v}(\eta)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. See Definition&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_004_003_001" ref-type="statement">4.3.1</xref> (<xref rid="j_GGD950_list_004_007_003" ref-type="list">iii</xref>). Therefore, the result follows from Theorem&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_004_003_003" ref-type="statement">S</xref> part&#x00A0;(<xref rid="j_GGD950_list_004_009_004" ref-type="list">d</xref>). The rest follows from the fact that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo fence="true" rspace="0.1389em" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo lspace="0.1389em">&#x2265;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lVert\partial S\cap\partial\Delta_{1}\rVert\geq n(\Delta_{1})\geq 4\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, hence <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lVert\partial S\cap\partial\Delta_{1}\rVert_{a}\geq 2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lVert\partial S\cap\partial\Delta_{1}\rVert_{t}\geq 2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, due to the alternating nature (in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(a\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>t</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(t\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>) of the boundary label of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.&#x220E;</p></list-item>
</list></p>
</sec>
<sec id="j_GGD950_s_004_s_008">
<label>4.8.</label>
<title>Proof of Theorem&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_004_003_005" ref-type="statement">T</xref></title>
<p>By induction on <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert P\rvert\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msub><mml:mo rspace="0.1389em">=</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo lspace="0.1389em">&#x2202;</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\omega_{r}=\partial P\cap\partial B_{r}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo rspace="0.1389em">=</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo lspace="0.1389em">&#x2202;</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\omega_{l}=\partial P\cap\partial B_{l}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo rspace="0.1389em">=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo lspace="0.1389em">&#x2202;</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(u\omega_{r}v\omega_{l}^{-1}=\partial P\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>,&#x00A0;<inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>u</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(u\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>v</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(v\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> boundary vertices. We start with all the transferable regions from <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Reg}_{2}(P)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> by applying successively a sequence <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>J</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(J_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>&#x2110;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{I}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-moves. Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>P</mml:mi><mml:msub><mml:mi>J</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:msup></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(P_{1}=P^{J_{1}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be the resulting diagram. Assume <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2205;</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Reg}(P_{1})\neq\emptyset\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. If <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2209;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>U</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(P_{1}\not\in\mathcal{M}_{3}(U_{1})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then we can replace <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(P_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>U</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(P^{\prime}_{1}\in\mathcal{M}_{3}(U_{1})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and make the same argument. Hence we may assume that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x2133;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>U</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(P_{1}\in\mathcal{M}_{3}(U_{1})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>U</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(U_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a boundary label of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(P_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, which we may assume to be cyclically reduced. Since we removed only regions of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Reg}_{2}(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and this cannot increase <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:msup><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert\operatorname{Reg}_{4^{+}}(M)\rvert\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:msup><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert\operatorname{Reg}_{4^{+}}(\mathbb{M})\rvert\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, Theorem&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_008" ref-type="statement">C</xref> applies to <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(P_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and implies that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\sigma(\omega^{*}_{1})=1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> or <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\sigma(\omega^{*}_{2})=1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>J</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\omega^{*}_{i}=\omega_{i}^{J_{1}},i=1,2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Consequently, there is a region <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(n(\Delta)\geq 4\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> or a submap <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x1d53b;</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(S\in\mathbb{D}^{v}(\omega^{*}_{i})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> which can be transferred from <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(P_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. See Remarks following Theorem&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_004_003_003" ref-type="statement">S</xref>. Let the resulting diagram obtained from <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(P_{1}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be denoted by <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(P_{2}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Notice that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert P_{2}\rvert < \lvert P\rvert\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then we may continue transferring from <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi>P</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(P\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> all the regions <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(n(\Delta)\geq 4\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, ending up either with a diagram without regions proving the theorem or with an abelian diagram. In this case,&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_006" ref-type="bibr">6</xref>, Lemma&#x00A0;4.1.2] completes the proof.&#x220E;</p>
</sec>
<sec id="j_GGD950_s_004_s_009">
<label>4.9.</label>
<title>Proofs of Theorems&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_007" ref-type="statement">B</xref> and <xref rid="j_GGD950_stat_008" ref-type="statement">C</xref></title>
<statement content-type="proof">
<title>Proof of Theorem&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_007" ref-type="statement">B</xref>.</title>
<p>We start with the proof of Theorem <xref rid="j_GGD950_stat_007" ref-type="statement">B</xref>.</p>
<statement content-type="case" id="j_GGD950_stat_046">
<title>Case <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[\(1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</title>
<p><inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2205;</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(T(M)=\emptyset\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:msup><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2205;</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Reg}_{4^{+}}(M)=\emptyset\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, hence <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Reg}(M)=\operatorname{Reg}_{2}(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Hence if <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Supp</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\operatorname{Supp}(D)=\{a,b\}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Reg</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(D\in\operatorname{Reg}(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub><mml:mo rspace="0.1389em">=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true" lspace="0.1389em" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mo fence="true" rspace="0.1389em" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:msub><mml:mo lspace="0.1389em">=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lVert\partial D\rVert_{a}=\lVert\partial D\rVert_{b}=2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Now, by&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_006" ref-type="bibr">6</xref>, Lemma&#x00A0;1.1.1&#x00A0;(c)], <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lVert\partial M\rVert_{a}\geq 2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Hence <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub><mml:mo rspace="0.1389em">&#x2265;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true" lspace="0.1389em" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lVert\partial M\rVert_{a}\geq\lVert\partial D\rVert_{a}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:msub><mml:mo rspace="0.1389em">&#x2265;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true" lspace="0.1389em" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lVert\partial M\rVert_{b}\geq\lVert\partial D\rVert_{b}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, as required.</p>
</statement>
<statement content-type="case" id="j_GGD950_stat_000_047">
<title>Case <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mn>2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[\(2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</title>
<p><inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2205;</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(T(M)\neq\emptyset\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(t\in T\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and consider <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{\mathbb{M}}^{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Recall that for every region <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathbb{M}_{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo rspace="0.1389em">=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo fence="true" lspace="0.1389em" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lVert\partial\Delta\rVert_{t}=\lVert\partial\tilde{\Delta}\rVert\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(n(\Delta)=n(\tilde{\Delta})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{\Delta}=\Psi_{t}(\Delta)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Without loss of generality, we may assume that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{\mathbb{M}}^{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has connected interior. Hence due to Theorem&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_006" ref-type="statement">A</xref> and&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_006" ref-type="bibr">6</xref>, Lemma&#x00A0;1.3.2], either <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{\mathbb{M}}^{t}=\{\tilde{\Delta}\}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> or <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert\mathcal{D}(\tilde{\mathbb{M}}^{t})\rvert\geq 2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. In the first case, the result is clear. Assume, therefore, that <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2026;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\mathcal{D}(\tilde{\mathbb{M}}^{t})=\{\tilde{\Delta}_{1},\ldots,\tilde{\Delta}_{k}\}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(k\geq 2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. We show that</p>
<p><disp-formula id="j_GGD950_eq_004_001">
<label>(4.1)</label>
<alternatives><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mo fence="true" rspace="0.1389em" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo lspace="0.1389em">&#x2265;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2003;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2026;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mtext>.</mml:mtext></mml:mrow></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$$\displaystyle\lVert\partial\tilde{\mathbb{M}}^{t}\rVert\geq n(\Delta_{j}),\quad j=1,\ldots,k.$$]]></tex-math>
</alternatives>
</disp-formula></p>
<p>From this, the result follows. We show this for <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(j=1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The proof is the same for <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2026;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(j=2,\ldots,k\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Recall the notation of Lemma&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_004_038" ref-type="statement">4.5.2</xref>. By&#x00A0;(3) in the proof of Lemma&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_004_038" ref-type="statement">4.5.2</xref>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lVert\eta_{0}\rVert_{t}\geq n(\Delta_{j})-i(\tilde{\Delta}_{j})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2026;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(j=1,\ldots,k\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Hence by Theorem&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_006" ref-type="statement">A</xref> and due to&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_006" ref-type="bibr">6</xref>, Lemma&#x00A0;1.3.2], the individual contribution of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta_{j}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> to <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lVert\partial M\rVert_{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is at least <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(n(\Delta_{j})-2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. However, due to possible consolidation of labels of adjacent <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta_{j}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the actual contribution of <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\Delta_{j}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> to <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lVert\partial M\rVert_{t}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is at least <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(n(\Delta_{j})-3\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Observe that</p>
<p><disp-formula id="j_GGD950_eq_004_002">
<label>(4.2)</label>
<alternatives><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo rspace="0.1389em">&#x2265;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true" lspace="0.1389em" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo fence="true"  stretchy="false">&#x2225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mtext>.</mml:mtext></mml:mrow></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$$\displaystyle\lVert\partial{\mathbb{M}}\rVert_{t}\geq\lVert\eta_{0}\rVert_{t}.$$]]></tex-math>
</alternatives>
</disp-formula></p>
<p>Consequently, due to&#x00A0;(<xref rid="j_GGD950_eq_004_002" ref-type="disp-formula">4.2</xref>),</p>
<p><disp-formula id="j_GGD950_eq_004_003">
<label>(4.3)</label>
<alternatives><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mtext>.</mml:mtext></mml:mrow></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$$\displaystyle\lVert\partial{\mathbb{M}}\rVert_{t}\geq\sum_{j=1}^{k}[n(\Delta_{j})-3].$$]]></tex-math>
</alternatives>
</disp-formula></p>
<p>Now, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo maxsize="120%" minsize="120%">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo maxsize="120%" minsize="120%">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo maxsize="120%" minsize="120%">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo maxsize="120%" minsize="120%">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\sum_{j=1}^{k}[n(\Delta_{j})-3]=n(\Delta_{1})+\bigl{(}\sum_{j=2}^{k}[n(\Delta_{j})-3]\bigr{)}-3\geq n(\Delta_{1})+\bigl{(}\sum_{j=2}^{k}[4-3]\bigr{)}-3=n(\Delta_{1})+(k-1)-3=n(\Delta_{1})+k-4\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, that is,</p>
<p><disp-formula id="j_GGD950_eq_004_004">
<label>(4.4)</label>
<alternatives><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi mathvariant="normal">&#x2003;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>recall that&#x00A0;</mml:mtext><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mtext>.</mml:mtext></mml:mrow></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$$\displaystyle\lVert\partial{\mathbb{M}}\rVert_{t}\geq n(\Delta_{1})+k-4\quad(\text{recall that }n(\Delta_{j})\geq 4).$$]]></tex-math>
</alternatives>
</disp-formula></p>
<p>Hence if <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(k\geq 4\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lVert\partial{\mathbb{M}}\rVert_{t}\geq n(\Delta_{1})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, as required. If <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(k=3\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then due to&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_006" ref-type="bibr">6</xref>, Lemma&#x00A0;1.3.2], <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(i(\tilde{\Delta}_{j})=1,j=1,2,3\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, hence <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lVert\partial\mathbb{M}\rVert_{t}\geq(n(\Delta_{1})-2)+(n(\Delta_{2})-2)+(n(\Delta_{3})-2)\geq n(\Delta_{1})+(4-2)+(4-2)-2 > n(\Delta_{1})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Finally, if <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(k=2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then by&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_006" ref-type="bibr">6</xref>, Lemma&#x00A0;1.3.2], <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(i(\Delta_{j})=1,j=1,2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, hence <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\((n(\Delta_{1})-2)+(n(\Delta_{2})-2)=n(\Delta_{1})+[(n(\Delta_{2})-2)-2]\geq n(\Delta_{1})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, that is, due to&#x00A0;(<xref rid="j_GGD950_eq_004_003" ref-type="disp-formula">4.3</xref>), <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">&#x2225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lVert\partial{\mathbb{M}}\rVert_{t}\geq n(\Delta_{1})\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, as required.&#x220E;</p>
</statement>
</statement>
<statement content-type="proof">
<title>Proof of Theorem&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_008" ref-type="statement">C</xref>.</title>
<p>We have to show that either <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\sigma(\omega_{1})=1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> or <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\sigma(\omega_{2})=1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Let <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo lspace="0.448em" rspace="0.448em">&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(t\,{\in}\,T(M)\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and consider <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\smash{\tilde{\mathbb{M}}^{t}}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. By&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_006" ref-type="bibr">6</xref>, Lemma&#x00A0;1.3.2], either <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{\mathbb{M}}^{t}=\{\tilde{\Delta}\}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> or <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert\mathcal{D}(\tilde{\mathbb{M}}^{t})\rvert\geq 2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. If <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo rspace="0.170em" stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>&#x2009;3</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert\mathcal{D}(\tilde{\mathbb{M}}^{t})\rvert\,{\geq}\,3\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then by the Pigeon Hole Principle (P.H.P), either <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2205;</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert\mathcal{D}(\tilde{\omega}_{1})\rvert\neq\emptyset\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula> or <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2205;</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert\mathcal{D}(\tilde{\omega}_{2})\rvert\neq\emptyset\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Assume <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2205;</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert\mathcal{D}(\tilde{\omega}_{2})\rvert=\emptyset\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2205;</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert\mathcal{D}(\tilde{\omega}_{1})\rvert\neq\emptyset\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, hence <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\sigma(\omega_{1})=1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, by Theorem&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_004_003_004" ref-type="statement">L</xref>, as required. If <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1d49f;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\lvert\mathcal{D}(\tilde{\mathbb{M}}^{t})\rvert=2\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then by&#x00A0;[<xref rid="j_GGD950_ref_006" ref-type="bibr">6</xref>, Lemma&#x00A0;1.3.2], <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">O</mml:mi></mml:mrow><mml:mo rspace="0.167em">.</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">L</mml:mi></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{\mathbb{M}}^{t}\in\mathrm{O.L}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Hence, again, by Theorem&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_004_003_004" ref-type="statement">L</xref>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\sigma(\omega_{1})=1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Finally, if <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>&#x1d544;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mo>~</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\tilde{\mathbb{M}}^{t}=\{\tilde{\Delta}\}\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then by Lemma&#x00A0;<xref rid="j_GGD950_stat_004_041" ref-type="statement">4.5.3</xref>, <inline-formula><alternatives><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math><tex-math><![CDATA[\(\sigma(\omega_{1})=1\)]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.&#x220E;</p>
</statement>
</sec>
</sec>
</body>
<back>
<ack>
<title>Acknowledgements</title>
<p>I am very grateful to the referee for his important remarks on a previous version of the work, in particular for pointing out several omissions.</p>
</ack>
<ref-list>
<title>References</title>
<ref id="j_GGD950_ref_001">
<element-citation publication-type="journal" publication-format="print">
<person-group person-group-type="author">
<name><surname>Charney</surname><given-names>R.</given-names></name>
</person-group>
<article-title>Artin groups of finite type are biautomatic</article-title>
<source>Math. Ann.</source>
<volume>292</volume>
<year>1992</year>
<issue>1</issue>
<fpage>671</fpage>
<lpage>683</lpage>
<pub-id pub-id-type="zbl">0736.57001</pub-id>
<pub-id pub-id-type="mr">1157320</pub-id>
<pub-id pub-id-type="doi">10.1007/BF01444642</pub-id></element-citation>
</ref>
<ref id="j_GGD950_ref_002">
<element-citation publication-type="journal" publication-format="print">
<person-group person-group-type="author">
<name><surname>Collins</surname><given-names>D. J.</given-names></name>
<name><surname>Huebschmann</surname><given-names>J.</given-names></name>
</person-group>
<article-title>Spherical diagrams and identities among relations</article-title>
<source>Math. Ann.</source>
<volume>261</volume>
 <year>1982</year>
 <issue>2</issue>
<fpage>155</fpage>
<lpage>183</lpage>
<pub-id pub-id-type="zbl">0477.20019</pub-id>
<pub-id pub-id-type="mr">0675732</pub-id>
<pub-id pub-id-type="doi">10.1007/BF01456216</pub-id></element-citation>
</ref>
<ref id="j_GGD950_ref_003">
<element-citation publication-type="book" publication-format="print">
<person-group person-group-type="author">
<name><surname>Fenn</surname><given-names>R. A.</given-names></name>
</person-group>
<source>Techniques of geometric topology</source>
<series>London Math. Soc. Lecture Note Ser.</series>
<volume>57</volume>
<publisher-name>Cambridge University Press</publisher-name>
<publisher-loc>Cambridge</publisher-loc>
<year>1983</year>
<size units="page">280</size>
<pub-id pub-id-type="zbl">0517.57001</pub-id>
<pub-id pub-id-type="mr">0787801</pub-id>
</element-citation>
</ref>
<ref id="j_GGD950_ref_004">
<element-citation publication-type="journal" publication-format="print">
<person-group person-group-type="author">
<name><surname>Holt</surname><given-names>D. F.</given-names></name>
<name><surname>Rees</surname><given-names>S.</given-names></name>
</person-group>
<article-title>Artin groups of large type are shortlex automatic with regular geodesics</article-title>
<source>Proc. Lond. Math. Soc. (3)</source>
<volume>104</volume>
<year>2012</year>
<issue>3</issue>
<fpage>486</fpage>
<lpage>512</lpage>
<pub-id pub-id-type="zbl">1275.20034</pub-id>
<pub-id pub-id-type="mr">2900234</pub-id>
<pub-id pub-id-type="doi">10.1112/plms/pdr035</pub-id></element-citation>
</ref>
<ref id="j_GGD950_ref_005">
<element-citation publication-type="journal" publication-format="print">
<person-group person-group-type="author">
<name><surname>Huang</surname><given-names>J.</given-names></name>
<name><surname>Osajda</surname><given-names>D.</given-names></name>
</person-group>
<article-title>Helly meets Garside and Artin</article-title>
<source>Invent. Math.</source>
<volume>225</volume>
<year>2021</year>
<issue>2</issue>
<fpage>395</fpage>
<lpage>426</lpage>
<pub-id pub-id-type="zbl">1482.20023</pub-id>
<pub-id pub-id-type="mr">4285138</pub-id>
<pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s00222-021-01030-8</pub-id></element-citation>
</ref>
<ref id="j_GGD950_ref_006">
<element-citation publication-type="journal" publication-format="print">
<person-group person-group-type="author">
<name><surname>Juhasz</surname><given-names>A.</given-names></name>
</person-group>
<article-title>On the isoperimetric functions of a class of Artin groups</article-title>
<year>2025</year>
<pub-id pub-id-type="arxiv">2507.16770v1</pub-id>
</element-citation>
</ref>
<ref id="j_GGD950_ref_007">
<mixed-citation publication-type="book" publication-format="print">
<person-group person-group-type="author">
<name><surname>Juh&#x00E1;sz</surname><given-names>A.</given-names></name>,
</person-group>
<comment>Fusion in Artin groups II. In preparation</comment>
</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_GGD950_ref_008">
<mixed-citation publication-type="book" publication-format="print">
<person-group person-group-type="author">
<name><surname>Juh&#x00E1;sz</surname><given-names>A.</given-names></name>,
</person-group>
<comment>On locally reducible Artin groups. In preparation</comment>
</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_GGD950_ref_009">
<element-citation publication-type="journal" publication-format="print">
<person-group person-group-type="author">
<name><surname>Blasco-Garc&#x00E9;a</surname><given-names>R.</given-names></name>
<name><surname>Cumplido</surname><given-names>M.</given-names></name>
<name><surname>Morris-Wright</surname><given-names>R.</given-names></name>
</person-group>
<article-title>The word problem is solvable for 3-free Artin groups in quadratic time</article-title>
<version designator="1">2022</version> 
<version designator="4">2025</version>
<pub-id pub-id-type="arxiv">2204.03523v4</pub-id>
</element-citation>
</ref>
<ref id="j_GGD950_ref_010">
<element-citation publication-type="book" publication-format="print">
<person-group person-group-type="author">
<name><surname>Lyndon</surname><given-names>R. C.</given-names></name>
<name><surname>Schupp</surname><given-names>P. E.</given-names></name>
</person-group>
<source>Combinatorial group theory</source>
<series>Classics in Math., Ergeb. Math. Grenzgeb.</series>
<volume>89</volume>
<publisher-name>Springer</publisher-name>
<publisher-loc>Berlin</publisher-loc>
<year>1977</year>
<size units="page">339</size>
<pub-id pub-id-type="zbl">0368.20023</pub-id>
<pub-id pub-id-type="mr">0577064</pub-id>
<pub-id pub-id-type="doi">10.1007/978-3-642-61896-3</pub-id></element-citation>
</ref>
</ref-list>
</back>
</article>
