<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Archiving and Interchange DTD v1.2 20190208//EN"
                  "JATS-archivearticle1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" dtd-version="1.2" article-type="other">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">jrepstat</journal-id>
<journal-title-group>
<journal-title>Journal of Reproducible Statistics</journal-title>
</journal-title-group>
<publisher>
<publisher-name>FAIR Press</publisher-name>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<title-group>
<article-title>Common-Center Geometry and Certified Radial Reconstruction for Energy-Form Full Conformal Regions</article-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Feng</surname>
<given-names>Yiheng</given-names>
</name>
<aff>School of Management, Fudan University</aff>
</contrib>
</contrib-group>
<pub-date date-type="pub" publication-format="electronic">
<year>2026</year>
</pub-date>
<volume>1</volume>
<elocation-id>6</elocation-id>
<history>
<date date-type="received" iso-8601-date="2026-09-30"><day>30</day><month>09</month><year>2026</year></date>
<date date-type="accepted" iso-8601-date="2026-10-14"><day>14</day><month>10</month><year>2026</year></date>
</history>
<permissions>
<license license-type="open-access" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
<license-p>This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC-BY 4.0), which permits unrestricted use, distribution and reproduction in any medium provided the original work is properly cited.</license-p>
</license>
</permissions>
<self-uri content-type="html" xlink:href="https://jrepstat.fairpressjournals.com/articles/common-center-geometry-and-certified-radial-reconstruction-for-energy-form-full-conformal-regions/"/>
<abstract>
<p>This note studies response-only full conformal prediction (FullCP) with no covariates or fitted predictive model, whose exact region comprises multivariate responses accepted by the conformal comparison rule. Standard conformal theory addresses validity; this note studies score-induced geometry and faithful representation when the set need not be convex. For an empirical energy-form pairwise score, the leave-one-out comparisons reduce exactly to pairwise-dissimilarity sublevel conditions that, under the stated score assumptions, share a common center; convex comparison sets then yield a star-shaped exact FullCP region. For power distances this geometry holds for β ≥ 1, and in the univariate β = 1 specialization every nontrivial fixed-bin empirical continuous ranked probability score (CRPS) FullCP region is a nonempty closed interval. Star-shapedness permits an exact ray-wise representation, and for 1 &lt; β &lt; 2 explicit data-checkable radial Lipschitz bounds convert finitely many certified directional searches into global inner and outer reconstructions with deterministic same-ray Hausdorff error guarantees. An analytic two-dimensional example shows how convexification can enlarge the exact accepted set, and a staged two-dimensional numerical study assesses certificate tightening and nonconvexity diagnostics without making a coverage or prevalence claim. In the frozen study, the focuswise bound tightened the generic bound by 3.4% at the median, while both remained roughly two orders above a finite-grid lower proxy. The reconstruction results are score-specific and intended for low-dimensional multivariate outputs; no runtime improvement is claimed.</p>
</abstract>
<kwd-group kwd-group-type="author">
<kwd>conformal prediction</kwd>
<kwd>energy score</kwd>
<kwd>continuous ranked probability score</kwd>
<kwd>star-shaped sets</kwd>
<kwd>certified radial reconstruction</kwd>
</kwd-group>
<custom-meta-group>
<custom-meta>
<meta-name>data-availability-route</meta-name>
<meta-value>open</meta-value>
</custom-meta>
<custom-meta>
<meta-name>founding-article</meta-name>
<meta-value>true</meta-value>
</custom-meta>
</custom-meta-group>
</article-meta>
</front>
<body>
<p><bold>MSC 2020:</bold> 62G15</p>
<p><bold>Keywords:</bold> conformal prediction; energy score; continuous
ranked probability score; star-shaped sets; certified radial
reconstruction</p>
<p><bold>arXiv:</bold> 2608.24964v2</p>
<sec id="secU003Aintroduction">
  <title><named-content content-type="header-section-number">1</named-content>
  Introduction</title>
  <p>A multivariate full conformal prediction (FullCP) procedure accepts
  or rejects each candidate response <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[t]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>t</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>
  through an exact conformal comparison, and the collection of accepted
  candidates is the prediction region studied here. Under the standard
  exchangeability framework, with i.i.d. sampling as a canonical special
  case, conformal prediction supplies its usual finite-sample marginal
  validity (Shafer &amp; Vovk, 2008; Vovk et al., 2005). This paper
  addresses a different layer of the problem: the geometry of that exact
  accepted set and how to represent it faithfully. The validity
  guarantee is inherited background; the contribution is score-specific
  exact-set geometry and deterministic reconstruction error control.</p>
  <p>The present analysis uses the response-only special case of
  exchangeable conformal prediction: the observed examples are
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[Y_1,\ldots,Y_m]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>…</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  with no covariates and no fitted predictive model. This restriction
  isolates the exact-set geometry induced by the score itself from the
  additional candidate dependence introduced by predictive-model
  fitting. Shafer &amp; Vovk (2008) discuss the corresponding special
  case in which prediction is based on past examples without informative
  features of the new object. By contrast, several recent multivariate
  conformal methods formulate prediction for regression pairs
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[(X,Y)]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  and/or incorporate fitted or pre-trained predictors (Diquigiovanni et
  al., 2022; Gan &amp; Liu, 2025; Johnstone &amp; Ndiaye, 2025). In
  refitted regression-based FullCP, the trial response can also enter
  the fitted predictor through the augmented training data (Lei et al.,
  2018), so the resulting score comparisons can depend on the trial
  value through model fitting as well as through direct score
  evaluation. Accordingly, Theorem 1 gives an exact characterization of
  the response-only score-induced setting studied here; it does not
  establish common-center geometry for refitted regression-based
  FullCP.</p>
  <p>For example, at a fixed forecast context one may have exchangeable
  historical low-dimensional multivariate outcomes, with no predictor
  refit as the trial response varies. The empirical energy-score FullCP
  region can then be used directly for reporting or downstream
  candidate-level decisions.</p>
  <p>That distinction matters in more than one response dimension. An
  exact FullCP region can be nonconvex, while a finite collection of
  directional boundary searches leaves uncertainty between sampled
  directions. Replacing the resulting boundary by an ellipse or convex
  hull may be convenient, but if the exact region is nonconvex then
  convexification can enlarge it and add candidates rejected by the
  exact conformal comparison. Such an enlargement is not claimed here to
  destroy marginal coverage validity; rather, it is no longer a faithful
  representation of the exact accepted set and can change its size,
  shape, and candidate-level decisions.</p>
  <p>For the empirical energy-form pairwise score considered below, the
  leave-one-out algebra supplies a stronger structure than
  candidate-score convexity. Each training-versus-candidate comparison
  becomes exactly a pairwise-dissimilarity sublevel condition. Under the
  stated diagonal and attainment assumptions, all comparison regions
  contain a common Fréchet-type minimizer; when those comparison regions
  are convex, the nontrivial exact FullCP vote aggregate is star-shaped
  about that same point. Star-shapedness is the useful middle ground:
  the aggregate need not be convex, but every ray from the common center
  has a single radial exit, so the whole region can be represented ray
  by ray.</p>
  <p>Power distances <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\rho_\beta(x,y)=\lVert x-y\rVert ^\beta]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  provide the main concrete family. Their deterministic common-center
  geometry holds for <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\beta\ge1]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
  In one dimension at <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\beta=1]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  the score has the usual energy representation of the continuous ranked
  probability score (CRPS) (Gneiting &amp; Raftery, 2007); for the
  fixed-bin empirical construction studied by Toccaceli (2026,
  ​Sections 8.1 and 8.3), the score geometry proves that every nontrivial
  exact FullCP set is a nonempty closed interval. This CRPS result is a
  recognizable specialization of the multivariate mechanism, not a new
  scoring-rule theorem.</p>
  <p>The radial representation becomes certifiable on the regular range
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[1<\beta<2]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
  Along each direction, the exact FullCP radius is an order statistic of
  the component comparison-set radii. Explicit score-derived Lipschitz
  bounds on those radii then turn finitely many certified ray searches
  into global lower and upper radial envelopes. The envelope width
  combines the one-dimensional search tolerance with a directional
  covering term, and the same-center radial sandwich yields
  deterministic Hausdorff error bounds. Thus finite-direction
  reconstruction is accompanied by a global approximation certificate
  rather than only a plotted collection of rays.</p>
  <p>The paper makes three contributions. First, it gives the exact
  score-difference reduction, common-center comparison geometry, and
  star-shaped aggregation, including the exact univariate empirical-CRPS
  interval result. Second, it identifies the radial order-statistic
  interface and, for <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[1<\beta<2]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  explicit data-checkable radial regularity that makes finite-direction
  certification possible. Third, it derives a focuswise radial
  certificate that is deterministically no looser than a generic
  center-based benchmark and assesses the resulting certificate
  tightness and nonconvexity diagnostics in a frozen staged
  two-dimensional study. The analytic example in
  Section <xref alt="4" rid="secU003Anonconvexity">4</xref> shows
  explicitly why preserving nonconvexity can matter before the
  certification machinery is introduced.</p>
  <p>The scope is deliberately limited. The geometric statements are
  specific to the score structure and assumptions developed here; no
  generic theorem for arbitrary FullCP regions is claimed. The paper
  does not add a conformal coverage theorem, and response-dependent
  adaptive partition questions remain outside scope. Directional
  covering restricts practical certification to low-dimensional
  multivariate outputs, and no runtime superiority is asserted. The
  numerical study is descriptive for its frozen designs rather than an
  estimate of how often nonconvexity occurs in a population of FullCP
  problems.</p>
  <p>The standard variogram score used in multivariate forecast
  evaluation is not of the empirical observation-pair energy-form
  V-statistic form assumed in
  Theorem <xref alt="1" rid="thmU003Acommon-center">1</xref>, so
  Theorem <xref alt="1" rid="thmU003Acommon-center">1</xref> does not
  directly cover it. This scope statement does not rule out analogous
  geometry for other variogram constructions.</p>
  <p>Root finding and bisection for conformal sets predate this work
  (Ndiaye &amp; Takeuchi, 2023), as does multi-output reconstruction
  from finitely many search directions (Johnstone &amp; Ndiaye, 2025).
  In the latter framework, star-shapedness can be imposed as a
  structural condition and sampled boundary points can be fit by convex
  objects; here the common star center is instead derived from the score
  before directional approximation. Classical
  radius-<inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[R]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>R</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>
  supporting-ball geometry (Balashov &amp; Golubev, 2012) and
  McShane–Whitney Lipschitz-extension formulas (Arnau et al., 2023) are
  used later as inherited tools after the score-specific bounds are
  established. Other certified FullCP approximations use different error
  metrics and scopes (Razafindrakoto et al., 2026b, 2026a). A companion
  Lean 4 development checks selected discrete and algebraic components
  of the present results; the multivariate regularity,
  adaptive-partition, and coverage questions are outside that
  formalization.</p>
  <p>Section <xref alt="2" rid="secU003Ascore-geometry">2</xref>
  develops the exact score-induced FullCP geometry.
  Section <xref alt="3" rid="secU003Aradial-interface">3</xref>
  specializes to power distances, isolates the empirical-CRPS interval
  result, and gives the exact radial order-statistic representation.
  Section <xref alt="4" rid="secU003Anonconvexity">4</xref> gives the
  analytic nonconvex witness before
  Section <xref alt="5" rid="secU003Acertified-reconstruction">5</xref>
  develops certified reconstruction for <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[1<\beta<2]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
  Section <xref alt="6" rid="secU003Aempirical_geometry">6</xref>
  reports the staged numerical assessment,
  Section <xref alt="7" rid="secU003Alimitations">7</xref> records
  computational and endpoint limitations, and
  Section <xref alt="8" rid="secU003Adiscussion">8</xref> synthesizes
  the scope. Appendices A–D contain the <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\beta=1]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  segment pathology, a three-point robustness witness, the detailed
  technical regularity calculations, and numerical protocol and
  reproducibility details.</p>
</sec>
<sec id="secU003Ascore-geometry">
  <title><named-content content-type="header-section-number">2</named-content>
  Exact Score-Induced Full-Conformal Geometry</title>
  <p>The setup can be read as a voting rule. For each candidate
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[t]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>t</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  training observation <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[j]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>j</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>
  contributes one comparison vote when its leave-one-out score is at
  least the candidate score; the exact FullCP region consists of
  candidates receiving enough such votes. The notation below makes that
  rule explicit before exploiting the score algebra.</p>
  <p>Let <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[m\ge1]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[d\ge1]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  and let <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[y_1,\ldots,y_m\in\mathbb R^d]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>…</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>∈</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="double-struck">ℝ</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
  For a function <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\rho:\mathbb R^d\times\mathbb R^d\to\mathbb R]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="double-struck">ℝ</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:msup><mml:mo>×</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="double-struck">ℝ</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:msup><mml:mo>→</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">ℝ</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  and an empirical distribution <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\widehat F=\frac1m\sum_{r=1}^m\delta_{z_r},]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo accent="true">̂</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi></mml:mfrac><mml:munderover><mml:mo>∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>δ</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msub></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  define the energy-form pairwise score <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[S_\rho(\widehat F,y)
  =
  \frac1m\sum_{r=1}^m\rho(z_r,y)
  -
  \frac1{2m^2}\sum_{r,s=1}^m\rho(z_r,z_s).]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>ρ</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo accent="true">̂</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi></mml:mfrac><mml:munderover><mml:mo>∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:munderover><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munderover><mml:mo>∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:munderover><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  The second term uses the empirical V-statistic normalization
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[1/(2m^2)]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>/</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>;
  no off-diagonal normalization is used.</p>
  <p>For a candidate <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[t\in\mathbb R^d]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>∈</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="double-struck">ℝ</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  augment the observed responses by <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[x_i(t)=y_i,\qquad i=1,\ldots,m,
  \qquad
  x_{m+1}(t)=t.]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>…</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  For <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[r=1,\ldots,m+1]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>…</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  let <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\widehat F_{-r,t}
  =
  \frac1m
  \sum_{\substack{s=1\\s\ne r}}^{m+1}
  \delta_{x_s(t)},
  \qquad
  \alpha_r(t)
  =
  S_\rho\!\left(\widehat F_{-r,t},x_r(t)\right),]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo accent="true">̂</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>−</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi></mml:mfrac><mml:munderover><mml:mo>∑</mml:mo><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd columnalign="center" style="text-align: center"><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="center" style="text-align: center"><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>≠</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>δ</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:msub><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>ρ</mml:mi></mml:msub><mml:mspace width="-0.167em"></mml:mspace><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">(</mml:mo><mml:msub><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo accent="true">̂</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>−</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo stretchy="true" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  and write <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\alpha(t)=\alpha_{m+1}(t).]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>α</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  For <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[j=1,\ldots,m]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>…</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  define the comparison region <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[I_j=\{t:\alpha_j(t)\ge\alpha(t)\}.]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">{</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:msub><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mi>α</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="postfix">}</mml:mo><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  Thus score ties are accepted as comparison votes. Let
  <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[N(t)=\sum_{j=1}^m\mathbf 1\{t\in I_j\},
  \qquad
  p(t)=\frac{1+N(t)}{m+1},]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:munderover><mml:mn mathvariant="bold">𝟏</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="prefix">{</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>∈</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">}</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  and use throughout the strict conformal convention
  <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\Gamma^\varepsilon=\{t:p(t)>\varepsilon\}.]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mi>ε</mml:mi></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">{</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">}</mml:mo><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  For <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[0\le\varepsilon<1]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  set <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[k=\lfloor(m+1)\varepsilon\rfloor.]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">⌊</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">⌋</mml:mo><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  Thus the exact endpoint regimes are <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[k=0
  \quad\left(0\le\varepsilon<\frac1{m+1}\right)
  \Longrightarrow
  \Gamma^\varepsilon=\mathbb R^d,]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mspace width="1.0em"></mml:mspace><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="true" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>⇒</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mi>ε</mml:mi></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="double-struck">ℝ</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  while <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[1\le k\le m]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  is the nontrivial vote-threshold regime; in that regime the
  integer-valued vote count gives the exact equivalence
  <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\Gamma^\varepsilon=\{t:N(t)\ge k\}.]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mi>ε</mml:mi></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">{</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">}</mml:mo><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  At <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\varepsilon=1]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  the strict convention gives <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\Gamma^1=\varnothing]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>⌀</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
  These endpoint, tie, and threshold conventions will not be repeated
  inside later formal statements.</p>
  <p><bold>Candidate-score convexity is not sufficient.</bold> To see
  why the score-specific structure below is needed, temporarily replace
  the energy-form score by the generic reference-sample-symmetric
  nonconformity rule <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[A(z;Z)
  =
  \frac1{|Z|}
  \sum_{w\in Z}|z-w^2|
  =
  \frac1{|Z|}
  \sum_{w\in Z}\ell(z,w),
  \qquad
  \ell(u,v)=|u-v^2|.]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo>∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>∈</mml:mo><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mi>w</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo>∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>∈</mml:mo><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mi>ℓ</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:mi>ℓ</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  The rule is symmetric in the reference multiset
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[Z]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>Z</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  and <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\ell(\,\cdot\,,v)]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>ℓ</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mspace width="0.167em"></mml:mspace><mml:mo>⋅</mml:mo><mml:mspace width="0.167em"></mml:mspace><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  is convex for every fixed <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[v]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>v</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>.</p>
  <p>Take <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[m=2]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  and <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[y_1=y_2=2]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
  For a candidate <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[t]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>t</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  its score is <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\widetilde\alpha(t)
  =
  A(t;\{2,2\})
  =
  |t-4|,]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>α</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">{</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">}</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  which is convex, whereas the two training scores coincide:
  <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\widetilde\alpha_1(t)
  =
  \widetilde\alpha_2(t)
  =
  A(2;\{2,t\})
  =
  1+\frac12|2-t^2|.]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mover><mml:mi>α</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mover><mml:mi>α</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>;</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">{</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">}</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  A direct piecewise calculation gives <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\widetilde\alpha_j(t)\ge\widetilde\alpha(t)
  \quad\Longleftrightarrow\quad
  t\le-4
  \quad\text{or}\quad
  t\ge2.]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mover><mml:mi>α</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mover><mml:mi>α</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mspace width="1.0em"></mml:mspace><mml:mo>⇔</mml:mo><mml:mspace width="1.0em"></mml:mspace><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mi>−</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn><mml:mspace width="1.0em"></mml:mspace><mml:mtext mathvariant="normal">or</mml:mtext><mml:mspace width="1.0em"></mml:mspace><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  Thus the corresponding full-conformal <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[p]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>p</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>-value
  is <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\widetilde p(t)
  =
  \begin{cases}
  1,
  &
  t\in(-\infty,-4]\cup[2,\infty),\\[1mm]
  1/3,
  &
  -4<t<2.
  \end{cases}]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">{</mml:mo><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" style="text-align: left"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd columnalign="left" style="text-align: left"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>∈</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>−</mml:mi><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>−</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">]</mml:mo><mml:mo>∪</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">[</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" style="text-align: left"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>/</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd columnalign="left" style="text-align: left"><mml:mi>−</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>.</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  At <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\varepsilon=1/2]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>/</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  using the strict convention <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\widetilde p(t)>\varepsilon]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\widetilde\Gamma^{1/2}
  =
  (-\infty,-4]\cup[2,\infty),]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msup><mml:mover><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>/</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>−</mml:mi><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>−</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">]</mml:mo><mml:mo>∪</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">[</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  which is disconnected. Equality holds at
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[t=-4]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>−</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  and <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[t=2]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  so both endpoints are included because comparison votes use
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\ge]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mo>≥</mml:mo></mml:math></alternatives></inline-formula>.</p>
  <p>This example is not asserted to arise from a proper distributional
  scoring rule. Its role is narrower: candidate-score convexity is not
  sufficient for connected FullCP regions, even within the
  empirical-average form with a loss convex in its candidate
  argument.</p>
  <p>The following result isolates the stronger algebraic and geometric
  structure that is sufficient for the energy-form score.</p>
  <p>Before stating the result, define <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[d_j=\sum_{i\ne j}\rho(y_j,y_i),
  \qquad
  F(t)=\sum_{i=1}^m\rho(t,y_i).]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mo>∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>≠</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:munderover><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
  <p id="thmU003Acommon-center">
    <p><bold>Theorem 1</bold> (Exact common-center geometry for
    empirical energy-form FullCP). <italic>Assume
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\rho]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>ρ</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>
    is symmetric and has constant diagonal
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\rho(x,x)=q]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
    Then:</italic></p>
    <list list-type="order">
      <list-item>
        <p><italic>for every <inline-formula><alternatives>
        <tex-math><![CDATA[j]]></tex-math>
        <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>j</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>
        and candidate <inline-formula><alternatives>
        <tex-math><![CDATA[t]]></tex-math>
        <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>t</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>,
        <disp-formula><alternatives>
        <tex-math><![CDATA[\alpha_j(t)-\alpha(t)
        =
        \frac{m+1}{m^2}
        \left[d_j-\sum_{i\ne j}\rho(t,y_i)\right],
        \qquad
        I_j=\left\{t:\sum_{i\ne j}\rho(t,y_i)\le d_j\right\};]]></tex-math>
        <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>α</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:munder><mml:mo>∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>≠</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo stretchy="true" form="postfix">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">{</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:munder><mml:mo>∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>≠</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>;</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula></italic></p>
      </list-item>
      <list-item>
        <p><italic>if additionally <inline-formula><alternatives>
        <tex-math><![CDATA[\rho(x,y)\ge q]]></tex-math>
        <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
        for all <inline-formula><alternatives>
        <tex-math><![CDATA[x,y]]></tex-math>
        <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
        and <inline-formula><alternatives>
        <tex-math><![CDATA[F]]></tex-math>
        <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>F</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>
        attains a global minimizer <inline-formula><alternatives>
        <tex-math><![CDATA[c]]></tex-math>
        <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>c</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>,
        then <inline-formula><alternatives>
        <tex-math><![CDATA[c\in I_j]]></tex-math>
        <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>∈</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
        for every <inline-formula><alternatives>
        <tex-math><![CDATA[j]]></tex-math>
        <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>j</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>;</italic></p>
      </list-item>
      <list-item>
        <p><italic>if additionally every <inline-formula><alternatives>
        <tex-math><![CDATA[I_j]]></tex-math>
        <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>
        is convex, then for every nontrivial threshold
        <inline-formula><alternatives>
        <tex-math><![CDATA[1\le k\le m]]></tex-math>
        <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
        the exact FullCP region <inline-formula><alternatives>
        <tex-math><![CDATA[\Gamma^\varepsilon=\{t:N(t)\ge k\}]]></tex-math>
        <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mi>ε</mml:mi></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">{</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
        is star-shaped about <inline-formula><alternatives>
        <tex-math><![CDATA[c]]></tex-math>
        <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>c</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>.</italic></p>
      </list-item>
    </list>
  </p>
  <p><italic>Proof.</italic> Fix <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[j]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>j</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>
  and put <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[B_j=\sum_{\substack{r,s=1\\ r,s\ne j}}^m\rho(y_r,y_s),
  \qquad
  T_j(t)=\sum_{i\ne j}\rho(t,y_i).]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>∑</mml:mo><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd columnalign="center" style="text-align: center"><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="center" style="text-align: center"><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>≠</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mi>m</mml:mi></mml:munderover><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mo>∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>≠</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  Leaving <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[t]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>t</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>
  out of the augmented sample gives <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\alpha(t)
  =
  \frac1m\{\rho(t,y_j)+T_j(t)\}
  -
  \frac1{2m^2}\{B_j+2d_j+q\},]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false" form="prefix">{</mml:mo><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="postfix">}</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false" form="prefix">{</mml:mo><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">}</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  whereas leaving <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[y_j]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>
  out gives <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\alpha_j(t)
  =
  \frac1m\{\rho(t,y_j)+d_j\}
  -
  \frac1{2m^2}\{B_j+2T_j(t)+q\}.]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false" form="prefix">{</mml:mo><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">}</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false" form="prefix">{</mml:mo><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">}</mml:mo><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  Subtracting yields part (i).</p>
  <p>For part (ii), global minimality of <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[c]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>c</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>
  gives <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[F(c)\le F(y_j)=d_j+q,]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  while <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\rho(c,y_j)\ge q]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
  Hence <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\sum_{i\ne j}\rho(c,y_i)
  =F(c)-\rho(c,y_j)
  \le d_j,]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:munder><mml:mo>∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>≠</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  so <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[c\in I_j]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>∈</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  for all <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[j]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>j</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>.</p>
  <p>For part (iii), let <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[t\in\Gamma^\varepsilon]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>∈</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mi>ε</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
  Then <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[t]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>t</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>
  belongs to at least <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[k]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>k</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>
  comparison sets, and the same sets contain
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[c]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>c</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>.
  Convexity places every point of <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[[c,t]]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">[</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  in each of those <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[k]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>k</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>
  sets, so every point of the segment receives at least
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[k]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>k</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>
  votes. Thus <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[[c,t]\subseteq\Gamma^\varepsilon]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">[</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">]</mml:mo><mml:mo>⊆</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mi>ε</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>. ◻</p>
  <p>The theorem separates three logically distinct ingredients.
  Symmetry and a constant diagonal suffice for the exact comparison
  identity. The diagonal lower bound and attainment of
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[F]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>F</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>
  give a common point of all comparison regions. Convexity of the
  individual comparison regions is needed only for the final segment
  argument. The preceding counterexample shows that convexity of the
  candidate score itself is not a substitute for this comparison-set
  structure. The resulting <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[k]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>k</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>-coverage
  set can be star-shaped without being convex;
  Section <xref alt="4" rid="secU003Anonconvexity">4</xref> gives an
  explicit analytic example.</p>
</sec>
<sec id="secU003Aradial-interface">
  <title><named-content content-type="header-section-number">3</named-content>
  Power Distances, Empirical CRPS, and Radial Representation</title>
  <p>Consider the power-distance dissimilarity
  <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\rho_\beta(x,y)=\lVert x-y\rVert ^\beta.]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:msup><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  This family gives a concrete deterministic geometry and, on a narrower
  parameter range, the conventional energy-score interpretation.</p>
  <p id="corU003Apower">
    <p><bold>Corollary 1</bold> (Common-center star-shapedness for
    power-distance scores). <italic>For <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\beta\ge1]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    define <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[F_\beta(t)=\sum_{i=1}^m\lVert t-y_i\rVert ^\beta,
    \qquad
    G_j(t)=\sum_{i\ne j}\lVert t-y_i\rVert ^\beta,
    \qquad
    d_j=\sum_{i\ne j}\lVert y_j-y_i\rVert ^\beta.]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>F</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:munderover><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mo>∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>≠</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mo>∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>≠</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:msup><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    Then <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[F_\beta]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>F</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>
    attains a global minimum, each comparison set is
    <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[I_j=\{t:G_j(t)\le d_j\},]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">{</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">}</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    and every <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[I_j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>
    contains any chosen minimizer <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[c]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>c</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>
    of <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[F_\beta]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>F</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>.
    Consequently, for every nontrivial threshold
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[1\le k\le m]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    the exact FullCP region is star-shaped about
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[c]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>c</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>.</italic></p>
  </p>
  <p><italic>Proof.</italic> For <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\beta\ge1]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[x\mapsto\lVert x-y\rVert ^\beta]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>↦</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  is convex for fixed <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[y]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>y</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  while <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\rho_\beta]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>
  is symmetric, has diagonal <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[0]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  and is nonnegative. The function <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[F_\beta]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>F</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>
  is continuous and coercive, hence attains a global minimum, and each
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[G_j]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>
  is convex. Theorem <xref alt="1" rid="thmU003Acommon-center">1</xref>
  applies with <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[q=0]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>. ◻</p>
  <p><bold>Finite exits and the <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[m=1]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  degeneracy.</bold> When <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[m=1]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[G_1]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>
  is the empty sum and <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[d_1=0]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  so <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[I_1=\mathbb R^d]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="double-struck">ℝ</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  and finite-radius reconstruction is degenerate. When
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[m\ge2]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  each <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[G_j]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>
  contains at least one coercive term and <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[I_j=\{G_j\le d_j\}]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">{</mml:mo><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  is bounded, so every ray from a common center has a finite exit.</p>
  <p>For <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[d=1]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  and <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\beta=1]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  this score is exactly the fixed-bin empirical CRPS score used by
  Toccaceli (2026, Section 8.1). The univariate case deserves a separate
  formal statement because it gives the exact interval property for that
  construction. Write the ordered observations as
  <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[y_{(1)}\le\cdots\le y_{(m)}]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mi>⋯</mml:mi><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  and define the full empirical median set <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\mathcal M
  =
  \arg\min_t F_1(t)
  =
  \left[
  y_{(\lceil m/2\rceil)},
  y_{(\lfloor m/2\rfloor+1)}
  \right].]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">ℳ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">arg</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:munder><mml:mi mathvariant="normal">min</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:munder><mml:msub><mml:mi>F</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">⌈</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>/</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">⌉</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">⌊</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>/</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">⌋</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
  <p>For clarity, the augmented fixed-bin construction sets
  <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[x_i(t)=y_i\quad(i\le m),\qquad x_{m+1}(t)=t,
  \qquad
  \widehat F_{-r,t}=\frac1m\sum_{\substack{s=1\\s\ne r}}^{m+1}\delta_{x_s(t)}.]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mspace width="1.0em"></mml:mspace><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:msub><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo accent="true">̂</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>−</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi></mml:mfrac><mml:munderover><mml:mo>∑</mml:mo><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd columnalign="center" style="text-align: center"><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="center" style="text-align: center"><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>≠</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>δ</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  Its score is <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\operatorname{CRPS}(\widehat F_{-r,t},x_r(t))
  =\frac1m\sum_{\substack{s=1\\s\ne r}}^{m+1}|x_s(t)-x_r(t)|
  -\frac1{2m^2}\sum_{\substack{s,\ell=1\\s,\ell\ne r}}^{m+1}|x_s(t)-x_\ell(t)|.]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">CRPS</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:msub><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo accent="true">̂</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>−</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi></mml:mfrac><mml:munderover><mml:mo>∑</mml:mo><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd columnalign="center" style="text-align: center"><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="center" style="text-align: center"><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>≠</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo><mml:mi>−</mml:mi><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munderover><mml:mo>∑</mml:mo><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd columnalign="center" style="text-align: center"><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>ℓ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="center" style="text-align: center"><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>ℓ</mml:mi><mml:mo>≠</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>ℓ</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  This is exactly the energy-form score with
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\rho(x,y)=|x-y|]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  and the same empirical V-statistic normalization.</p>
  <p id="corU003Acrps-interval">
    <p><bold>Corollary 2</bold> (Exact interval property for univariate
    empirical CRPS FullCP). <italic>Let <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[d=1]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    and <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\beta=1]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
    For every nontrivial threshold <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[1\le k\le m]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    the fixed-bin empirical CRPS FullCP region is a nonempty closed
    interval containing <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\mathcal M]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi mathvariant="script">ℳ</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>.
    For <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[m\ge2]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    the interval is compact; for <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[m=1]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    it is <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\mathbb R]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi mathvariant="double-struck">ℝ</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>.</italic></p>
  </p>
  <p><italic>Proof.</italic>
  Theorem <xref alt="1" rid="thmU003Acommon-center">1</xref> applies
  separately to every <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[c\in\mathcal M]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="script">ℳ</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  so every point of <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\mathcal M]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi mathvariant="script">ℳ</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>
  belongs to every comparison region. Each
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[I_j]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>
  is a closed interval because it is a closed convex sublevel set in
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\mathbb R]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi mathvariant="double-struck">ℝ</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>.
  For <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[1\le k\le m]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\Gamma^\varepsilon
  =
  \bigcup_{\substack{S\subseteq\{1,\ldots,m\}\\ |S|=k}}
  \ \bigcap_{j\in S}I_j,]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mi>ε</mml:mi></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mo>⋃</mml:mo><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd columnalign="center" style="text-align: center"><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>⊆</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>…</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="center" style="text-align: center"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:munder><mml:mspace width="0.222em"></mml:mspace><mml:munder><mml:mo>⋂</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>∈</mml:mo><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  so <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\Gamma^\varepsilon]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mi>ε</mml:mi></mml:msup></mml:math></alternatives></inline-formula>
  is closed and is nonempty because every point of
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\mathcal M]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi mathvariant="script">ℳ</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>
  receives all <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[m]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>m</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>
  votes. It is star-shaped about every <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[c\in\mathcal M]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="script">ℳ</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  by Theorem <xref alt="1" rid="thmU003Acommon-center">1</xref>; a
  nonempty star-shaped subset of <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\mathbb R]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi mathvariant="double-struck">ℝ</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>
  is an interval. For <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[m\ge2]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  the comparison sets are bounded and <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[k\ge1]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  hence the interval is bounded and therefore compact. The
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[m=1]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  case is the degeneracy noted above. ◻</p>
  <p>This proves the single-interval property reported for Toccaceli’s
  fixed-bin empirical-CRPS construction. The interval conclusion follows
  from the deterministic comparison geometry and does not by itself
  extend to proper distributional scoring rules in general.</p>
  <p><bold>Scoring-rule range.</bold> Under the conventional
  distributional energy-score interpretation, with
  <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\mathcal P_\beta
  =
  \left\{P:\int\lVert x\rVert ^\beta\,dP(x)<\infty\right\},]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="script">𝒫</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">{</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>∫</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:msup><mml:mspace width="0.167em"></mml:mspace><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo stretchy="true" form="postfix">}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  the power-distance energy score is strictly proper on the appropriate
  finite-moment class for <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[0<\beta<2]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  (Gneiting &amp; Raftery, 2007). At <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\beta=2]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  it is proper but not strictly proper and its expected score depends
  only on the forecast mean; for <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\beta>2]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  the Euclidean distance-power energy-form score is not proper. Thus
  strict propriety overlaps the deterministic star-shaped geometry on
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[1\le\beta<2]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
  These are classical scoring-rule facts and do not enlarge the
  deterministic claims above.</p>
  <p><bold>Lower-boundary sharpness.</bold> The deterministic conclusion
  should not be extended below <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\beta=1]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
  With <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[m=3,
  \qquad
  \beta=\frac12,
  \qquad
  (y_1,y_2,y_3)=(-1,0,2),]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>−</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  the unique Fréchet minimizer is <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[c=0]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  yet at <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\varepsilon=0.8]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.8</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  the exact prediction set contains <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[0]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>
  and <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[1]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>
  while rejecting <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[0.5]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mn>0.5</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>.
  Thus it is not star-shaped about <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[c]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>c</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>.</p>
  <p>For the remainder of the radial development, assume the comparison
  sets are star-shaped about a common center
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[c]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>c</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>
  and define, for <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[u\in\mathbb S^{d-1}]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>∈</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="double-struck">𝕊</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[R_j(u)=\sup\{r\ge0:c+ru\in I_j\}.]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">sup</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">{</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>∈</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">}</mml:mo><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  For a nontrivial threshold, define likewise
  <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[R_\varepsilon(u)=\sup\{r\ge0:c+ru\in\Gamma^\varepsilon\},]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>ε</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">sup</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">{</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>∈</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mi>ε</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false" form="postfix">}</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  and let <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[R_{(1)}(u)\le\cdots\le R_{(m)}(u)]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mi>⋯</mml:mi><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  be the ascending order statistics of the component exits.</p>
  <p id="propU003Aradial-order">
    <p><bold>Proposition 1</bold> (Radial order-statistic
    representation). <italic>For <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[1\le k=\lfloor(m+1)\varepsilon\rfloor\le m]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">⌊</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">⌋</mml:mo><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[R_\varepsilon(u)=R_{(m-k+1)}(u)
    \qquad
    \text{for every }u\in\mathbb S^{d-1}.]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>ε</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="normal">for every </mml:mtext><mml:mspace width="0.333em"></mml:mspace></mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>∈</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="double-struck">𝕊</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula></italic></p>
  </p>
  <p><italic>Proof.</italic> Along a fixed ray, star-shapedness makes
  the membership set of each <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[I_j]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>
  an initial interval with supremum <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[R_j(u)]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
  The supremum radius at which at least <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[k]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>k</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>
  votes remain is therefore the <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[k]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>k</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>th-largest
  component exit, equivalently the <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[(m-k+1)]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>st
  ascending order statistic. ◻</p>
  <p>The endpoint conventions remain those fixed in
  Section <xref alt="2" rid="secU003Ascore-geometry">2</xref>:
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[k=0]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  gives <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\Gamma^\varepsilon=\mathbb R^d]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mi>ε</mml:mi></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="double-struck">ℝ</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  and hence <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[R_\varepsilon\equiv+\infty]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>ε</mml:mi></mml:msub><mml:mo>≡</mml:mo><mml:mi>+</mml:mi><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  while <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\varepsilon=1]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  gives the empty set. For power distances with
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[m=1]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[I_1=\mathbb R^d]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="double-struck">ℝ</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  and <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[R_1\equiv+\infty]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>≡</mml:mo><mml:mi>+</mml:mi><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  so finite radial reconstruction begins at
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[m\ge2]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
  At <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\beta=1]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  exact common-center star-shaped geometry remains valid but
  unconditional global radial Lipschitzness can fail; Appendix A gives
  an exact discontinuous example.</p>
</sec>
<sec id="secU003Anonconvexity">
  <title><named-content content-type="header-section-number">4</named-content>
  Why Preserving Nonconvexity Can Matter</title>
  <p>For this section, write <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\Gamma=\Gamma^\varepsilon]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mi>ε</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
  A two-dimensional analytic example makes the distinction between
  star-shapedness and convexity explicit before the reconstruction
  machinery is introduced. Let <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[d=2,
  \qquad
  m=2,
  \qquad
  \beta=\frac32,]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>3</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  with <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[y_1=(-1,0),
  \qquad
  y_2=(1,0),
  \qquad
  \varepsilon=\frac12.]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>−</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  Then <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[k=\lfloor3/2\rfloor=1]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">⌊</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>/</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">⌋</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
  For <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[j=1]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  the comparison objective contains only the distance to
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[y_2]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  and <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[d_1=\lVert y_1-y_2\rVert ^{3/2}=2^{3/2}]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>/</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>/</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
  Therefore <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[I_1=B(y_2,2),
  \qquad
  I_2=B(y_1,2),]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  and the one-vote prediction region is exactly
  <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\Gamma^\varepsilon=I_1\cup I_2.]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mi>ε</mml:mi></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>∪</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  The origin is a common center. With <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[u(\theta)=(\cos\theta,\sin\theta),]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>θ</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">cos</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>θ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">sin</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>θ</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  the two ball exits are <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\cos\theta+\sqrt{\cos^2\theta+3}
  \quad\text{and}\quad
  -\cos\theta+\sqrt{\cos^2\theta+3},]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">cos</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>θ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">cos</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>θ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mspace width="1.0em"></mml:mspace><mml:mtext mathvariant="normal">and</mml:mtext><mml:mspace width="1.0em"></mml:mspace><mml:mo>−</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">cos</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>θ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">cos</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>θ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  so the union has exact radial function <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[R(\theta)
  =
  |\cos\theta|+\sqrt{\cos^2\theta+3}.]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>θ</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">cos</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>θ</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo><mml:mi>+</mml:mi><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">cos</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>θ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  This set is star-shaped about <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[0]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>
  but nonconvex: <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[(-1,2),(1,2)\in\Gamma^\varepsilon,
  \qquad
  (0,2)\notin\Gamma^\varepsilon.]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>−</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>∈</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mi>ε</mml:mi></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>∉</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mi>ε</mml:mi></mml:msup><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
  <p>Its convex hull is the stadium <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\operatorname{conv}\Gamma^\varepsilon
  =
  [-e_1,e_1]+B(0,2).]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">conv</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mi>ε</mml:mi></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">[</mml:mo><mml:mi>−</mml:mi><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>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">]</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  Direct geometry gives the exact radial convexification discrepancy
  <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\lVert R_{\operatorname{conv}\Gamma}-R_\Gamma\rVert _\infty
  =2-\sqrt3,]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">conv</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msqrt><mml:mn>3</mml:mn></mml:msqrt><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  and the exact Hausdorff discrepancy <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[d_H(\Gamma,\operatorname{conv}\Gamma)
  =\sqrt5-2.]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">conv</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msqrt><mml:mn>5</mml:mn></mml:msqrt><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  The latter is attained at the midpoint of the top or bottom flat
  portion of the stadium boundary, whose distance to either
  radius-<inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[2]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>
  component ball is <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\sqrt5-2]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mn>5</mml:mn></mml:msqrt><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
  These positive discrepancies are properties of this analytic witness;
  they do not imply that convex reconstruction is inappropriate in every
  conformal problem. In particular, because the convex hull is a
  superset of the exact accepted set, no claim is made that this
  enlargement itself destroys marginal coverage validity. The point is
  fidelity: convexification adds candidates rejected by the exact
  comparison and therefore changes the exact FullCP region.</p>
  <p>For a same-scale comparison, the analytic union has area and
  equivalent-area radius <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[A_\Gamma=\frac{16\pi}{3}+2\sqrt3,
  \qquad
  r_{\textrm{eq}}=\sqrt{\frac{16}{3}+\frac{2\sqrt3}{\pi}}
  \approx2.5369255259.]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>16</mml:mn><mml:mi>π</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msqrt><mml:mn>3</mml:mn></mml:msqrt><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mtext mathvariant="normal">eq</mml:mtext></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>16</mml:mn><mml:mn>3</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msqrt><mml:mn>3</mml:mn></mml:msqrt></mml:mrow><mml:mi>π</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo>≈</mml:mo><mml:mn>2.5369255259</mml:mn><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  Thus its radial gap <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[2-\sqrt3]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msqrt><mml:mn>3</mml:mn></mml:msqrt></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  has normalized magnitude <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\frac{2-\sqrt3}{r_{\textrm{eq}}}\approx0.1056196525.]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msqrt><mml:mn>3</mml:mn></mml:msqrt></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mtext mathvariant="normal">eq</mml:mtext></mml:msub></mml:mfrac><mml:mo>≈</mml:mo><mml:mn>0.1056196525</mml:mn><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  This analytic example is a stress-test and existence illustration:
  convexification can be materially nonfaithful, but it makes no
  representative-magnitude claim. In contrast, conditional on
  <monospace>ROBUST_WITNESS</monospace>, the frozen numerical study in
  Section <xref alt="6" rid="secU003Aempirical_geometry">6</xref> had
  normalized radial-gap median <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[0.00137]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mn>0.00137</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  90th percentile <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[0.00626]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mn>0.00626</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  and maximum <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[0.01770]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mn>0.01770</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>.
  The frozen DGPs therefore had often-detectable but usually shallow
  nonconvexity. At these observed magnitudes convexification may be
  negligible for coarse visualization or coarse summaries, while exact
  boundary-near candidate membership can nevertheless change.</p>
  <fig id="figU003Aanalytic-nonconvex-geometry">
    <caption><p>Analytic nonconvex example with
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[m=2]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[d=2]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\beta=3/2]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>/</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[y_1=(-1,0)]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>−</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[y_2=(1,0)]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    and <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\varepsilon=1/2]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>/</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
    (A) The exact FullCP region is the union of two
    radius-<inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[2]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>
    balls, is star-shaped about <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[0]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    and is nonconvex: <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[(-1,2)]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>−</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    and <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[(1,2)]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    are accepted while <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[(0,2)]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    is rejected. (B) The convex hull is <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[[-e_1,e_1]+B(0,2)]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">[</mml:mo><mml:mi>−</mml:mi><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>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">]</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    giving exact discrepancies <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\lVert R_{\operatorname{conv}\Gamma}-R_\Gamma\rVert _\infty=2-\sqrt3]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">conv</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msqrt><mml:mn>3</mml:mn></mml:msqrt></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    and <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[d_H(\Gamma,\operatorname{conv}\Gamma)=\sqrt5-2]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">conv</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msqrt><mml:mn>5</mml:mn></mml:msqrt><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
    </p></caption>
    <p specific-use="wrapper">
      <graphic mimetype="application" mime-subtype="pdf" xlink:href="figures/figure1_panelA.pdf" />
      <p><bold>(A)</bold></p>
    </p>
    <p specific-use="wrapper">
      <graphic mimetype="application" mime-subtype="pdf" xlink:href="figures/figure1_panelB.pdf" />
      <p><bold>(B)</bold></p>
    </p>
  </fig>
  <p>The nonconvexity is not an artifact of using only two observations.
  In the three-point example of Appendix B with
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[m=3]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\beta=3/2]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>/</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  and <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[k=2]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  two symmetric endpoints are accepted while their midpoint is rejected,
  with nonzero comparison margins. The numerical margins are recorded
  only in the appendix. The computational implication is that the
  natural exact target is the star-shaped radial function, rather than a
  convex surrogate, which motivates the certified reconstruction
  developed next.</p>
</sec>
<sec id="secU003Acertified-reconstruction">
  <title><named-content content-type="header-section-number">5</named-content>
  Certified Radial Reconstruction for <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[1<\beta<2]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula></title>
  <p>We now restrict to <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[m\ge2]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[1<\beta<2]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  and a nontrivial threshold <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[1\le k\le m]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
  The goal is to turn the exact radial representation into a global
  certificate from finitely many ray searches. Throughout,
  <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[B(a,R)=\{x\in\mathbb R^d:\lVert x-a\rVert \le R\}]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">{</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>∈</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="double-struck">ℝ</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:msup><mml:mo>:</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  denotes the closed Euclidean ball.</p>
  <sec id="explicit-radial-regularity">
    <title><named-content content-type="header-section-number">5.1</named-content>
    Explicit radial regularity</title>
    <p>For each <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>j</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    recall <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[G_j(t)=\sum_{i\ne j}\lVert t-y_i\rVert ^\beta,
    \qquad
    I_j=\{t:G_j(t)\le d_j\},]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mo>∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>≠</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">{</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">}</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    and define <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\mu_{-j}=\frac1{m-1}\sum_{i\ne j}y_i,
    \qquad
    r_j=\left(\frac{d_j}{m-1}\right)^{1/\beta}.]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>−</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo>∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>≠</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">(</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="true" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>/</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    Jensen’s inequality gives <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[I_j\subseteq B(\mu_{-j},r_j)]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>⊆</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>−</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
    For a chosen common center <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[c]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>c</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    set <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[H_j=\lVert c-\mu_{-j}\rVert +r_j,]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>−</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    so <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[I_j\subseteq B(c,H_j)]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>⊆</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    and <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[H_j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>
    provides a finite radial-search bound. If
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[d_j>0]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    define the focuswise bounds <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[U_{ij}
    =
    \min\left\{
    r_j+\lVert \mu_{-j}-y_i\rVert ,
    d_j^{1/\beta}
    \right\},]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">min</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">{</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:msub><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>−</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>/</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="true" form="postfix">}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\widetilde M_j
    =
    \beta\sum_{i\ne j}U_{ij}^{\beta-1},
    \qquad
    \widetilde\lambda_j
    =
    \beta(\beta-1)\sum_{i\ne j}U_{ij}^{\beta-2},]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mover><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>β</mml:mi><mml:munder><mml:mo>∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>≠</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msubsup><mml:mi>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:msub><mml:mover><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:munder><mml:mo>∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>≠</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msubsup><mml:mi>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    and <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\widetilde\ell_j=
    \begin{cases}
    0,&d_j=0,\\
    2\widetilde M_j/\widetilde\lambda_j,&d_j>0.
    \end{cases}
    \qquad
    \widetilde L=\max_j\widetilde\ell_j.]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mover><mml:mi>ℓ</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">{</mml:mo><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" style="text-align: left"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd columnalign="left" style="text-align: left"><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" style="text-align: left"><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mover><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mi>/</mml:mi><mml:msub><mml:mover><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd columnalign="left" style="text-align: left"><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>.</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:mover><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mi mathvariant="normal">max</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:munder><mml:msub><mml:mover><mml:mi>ℓ</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    The <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[d_j=0]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    branch is separate, so no negative power is evaluated at zero.</p>
    <p>For the generic center-based benchmark used in the deterministic
    tightening comparison, define for <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[d_j>0]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[D_{ij}=H_j+\lVert c-y_i\rVert ,
    \qquad
    M_j=\beta\sum_{i\ne j}D_{ij}^{\beta-1},
    \qquad
    \lambda_j=\beta(\beta-1)\sum_{i\ne j}D_{ij}^{\beta-2},
    \qquad
    \ell_j=\frac{2M_j}{\lambda_j},]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>D</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>H</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>β</mml:mi><mml:munder><mml:mo>∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>≠</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msubsup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:munder><mml:mo>∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>≠</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msubsup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:msub><mml:mi>ℓ</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    with <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\ell_j=0]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>ℓ</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    when <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[d_j=0]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    and let <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[L_{\textrm{old}}=\max_j\ell_j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mtext mathvariant="normal">old</mml:mtext></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">max</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>ℓ</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
    The symbol <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[L_{\textrm{old}}]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mtext mathvariant="normal">old</mml:mtext></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>
    denotes this generic center-based bound.</p>
    <p id="propU003Aradial-regularity">
      <p><bold>Proposition 2</bold> (Explicit Lipschitz regularity of
      power-distance radial exits). <italic>Under the conditions above,
      with chord distance on <inline-formula><alternatives>
      <tex-math><![CDATA[\mathbb S^{d-1}]]></tex-math>
      <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msup><mml:mi mathvariant="double-struck">𝕊</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></alternatives></inline-formula>,
      <disp-formula><alternatives>
      <tex-math><![CDATA[\operatorname{Lip}(R_j)\le\widetilde\ell_j\le\ell_j
      \qquad(j=1,\ldots,m),]]></tex-math>
      <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Lip</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msub><mml:mover><mml:mi>ℓ</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msub><mml:mi>ℓ</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>…</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
      and <disp-formula><alternatives>
      <tex-math><![CDATA[\operatorname{Lip}(R_\varepsilon)\le\widetilde L\le L_{\textrm{old}}.]]></tex-math>
      <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Lip</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>ε</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mover><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mtext mathvariant="normal">old</mml:mtext></mml:msub><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula></italic></p>
    </p>
    <p><italic>Proof.</italic> The mechanism has four steps; Appendix C
    is the unique location for the full calculations. First, the Jensen
    ball and the individual summands of <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[G_j(t)\le d_j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    give <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\lVert t-y_i\rVert \le U_{ij}]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msub><mml:mi>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    throughout <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[I_j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>.
    Second, these focuswise bounds control the gradient and give a
    restricted strong-convexity inequality on each comparison set.
    Completing the square at a boundary point then yields a containing
    tangent ball of uniform radius <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\widetilde M_j/\widetilde\lambda_j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mover><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mi>/</mml:mi><mml:msub><mml:mover><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
    Third, a radius-<inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[R]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>R</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>
    containing ball that contains the common center has a radial exit
    that is <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[2R]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>-Lipschitz
    in chord distance; the exact supporting-ball intersection therefore
    gives <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\operatorname{Lip}(R_j)\le2\widetilde M_j/\widetilde\lambda_j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Lip</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mover><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mi>/</mml:mi><mml:msub><mml:mover><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
    When <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[d_j=0]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    all observations coincide for that comparison and
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[R_j\equiv0]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>≡</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.</p>
    <p>For dominance, <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[U_{ij}\le D_{ij}]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>U</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>D</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
    Because <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\beta-1>0]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    and <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\beta-2<0]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    this gives <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\widetilde M_j\le M_j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mover><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    and <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\widetilde\lambda_j\ge\lambda_j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mover><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>≥</mml:mo><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    hence <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\widetilde\ell_j\le\ell_j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mover><mml:mi>ℓ</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msub><mml:mi>ℓ</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    including the separate zero branch. Finally
    Proposition <xref alt="1" rid="propU003Aradial-order">1</xref>
    expresses <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[R_\varepsilon]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>ε</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>
    as an order statistic of the <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[R_j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>;
    order statistics are <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[1]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>-Lipschitz
    in the coordinatewise sup norm, yielding
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\operatorname{Lip}(R_\varepsilon)\le\max_j\widetilde\ell_j=\widetilde L]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Lip</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>ε</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">max</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mover><mml:mi>ℓ</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mover><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    and therefore <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\widetilde L\le L_{\textrm{old}}]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mtext mathvariant="normal">old</mml:mtext></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>. ◻</p>
    <p>The key geometry is that restricted strong convexity supplies
    uniformly curved containing balls, and a common point inside those
    balls prevents their ray exits from changing arbitrarily fast with
    direction. Focus crossings, the tangent-ball calculation, the
    normal-cone and metric-projection argument for exact ball
    intersection, and the factor-<inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[2]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>
    proof are all given in Appendix C.</p>
  </sec>
  <sec id="finite-direction-radial-envelopes">
    <title><named-content content-type="header-section-number">5.2</named-content>
    Finite-direction radial envelopes</title>
    <p>Let <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\mathcal U=\{u_\ell\}_{\ell=1}^N\subset\mathbb S^{d-1}]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">𝒰</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">{</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>ℓ</mml:mi></mml:msub><mml:msubsup><mml:mo stretchy="false" form="postfix">}</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>ℓ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>⊂</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="double-struck">𝕊</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    be a nonempty finite directional set. Suppose certified radial
    intervals satisfy <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[a_\ell\le R_\varepsilon(u_\ell)\le b_\ell,
    \qquad
    b_\ell-a_\ell\le\delta.]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>ℓ</mml:mi></mml:msub><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>ε</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>ℓ</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>ℓ</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>ℓ</mml:mi></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>ℓ</mml:mi></mml:msub><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mi>δ</mml:mi><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    Define the covering radius <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[h_{\mathcal U}
    =
    \sup_{u\in\mathbb S^{d-1}}
    \min_\ell\lVert u-u_\ell\rVert]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi mathvariant="script">𝒰</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mi mathvariant="normal">sup</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>∈</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="double-struck">𝕊</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:munder><mml:munder><mml:mi mathvariant="normal">min</mml:mi><mml:mi>ℓ</mml:mi></mml:munder><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>ℓ</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    and the radial envelopes <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\underline R(u)
    =
    \max\left\{0,\max_\ell\left[a_\ell-\widetilde L\lVert u-u_\ell\rVert \right]\right\},]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:munder><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo accent="true">_</mml:mo></mml:munder><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">max</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">{</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:munder><mml:mi mathvariant="normal">max</mml:mi><mml:mi>ℓ</mml:mi></mml:munder><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>ℓ</mml:mi></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:mover><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>ℓ</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="postfix">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="postfix">}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\overline R(u)
    =
    \min_\ell\left[b_\ell+\widetilde L\lVert u-u_\ell\rVert \right].]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo accent="true">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mi mathvariant="normal">min</mml:mi><mml:mi>ℓ</mml:mi></mml:munder><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>ℓ</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mover><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>ℓ</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="postfix">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
    <p id="thmU003Aradial-envelopes">
      <p><bold>Theorem 2</bold> (Certified finite-direction radial
      envelopes). <italic>For every <inline-formula><alternatives>
      <tex-math><![CDATA[u\in\mathbb S^{d-1}]]></tex-math>
      <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>∈</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="double-struck">𝕊</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
      <disp-formula><alternatives>
      <tex-math><![CDATA[\underline R(u)\le R_\varepsilon(u)\le\overline R(u),]]></tex-math>
      <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:munder><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo accent="true">_</mml:mo></mml:munder><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>ε</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mover><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo accent="true">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
      and <disp-formula><alternatives>
      <tex-math><![CDATA[\lVert \overline R-\underline R\rVert _\infty
      \le
      \delta+2\widetilde Lh_{\mathcal U}.]]></tex-math>
      <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mover><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo accent="true">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo>−</mml:mo><mml:munder><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo accent="true">_</mml:mo></mml:munder><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:msub><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mi>δ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mover><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi mathvariant="script">𝒰</mml:mi></mml:msub><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula></italic></p>
    </p>
    <p><italic>Proof.</italic>
    Proposition <xref alt="2" rid="propU003Aradial-regularity">2</xref>
    gives, for every sampled direction <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[u_\ell]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>ℓ</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[a_\ell-\widetilde L\lVert u-u_\ell\rVert 
    \le R_\varepsilon(u)
    \le b_\ell+\widetilde L\lVert u-u_\ell\rVert .]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>ℓ</mml:mi></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:mover><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>ℓ</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>ε</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>ℓ</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mover><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>ℓ</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    Maximizing the lower bounds, together with
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[R_\varepsilon\ge0]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>ε</mml:mi></mml:msub><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    and minimizing the upper bounds gives the sandwich. Choosing a
    sampled direction within <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[h_{\mathcal U}]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi mathvariant="script">𝒰</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>
    of <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[u]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>u</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>
    gives the stated width bound; Appendix C records the full two-case
    calculation. These are the interval-certified counterparts of the
    classical McShane–Whitney extremal Lipschitz-extension formulas
    (Arnau et al., 2023). ◻</p>
  </sec>
  <sec id="set-certification-and-implementation">
    <title><named-content content-type="header-section-number">5.3</named-content>
    Set certification and implementation</title>
    <p>Define <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\underline\Gamma
    =
    \{c+ru:u\in\mathbb S^{d-1},\ 0\le r\le\underline R(u)\},]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:munder><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mo accent="true">_</mml:mo></mml:munder><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">{</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>∈</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="double-struck">𝕊</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="0.222em"></mml:mspace><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>≤</mml:mo><mml:munder><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo accent="true">_</mml:mo></mml:munder><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="postfix">}</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    and <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\overline\Gamma
    =
    \{c+ru:u\in\mathbb S^{d-1},\ 0\le r\le\overline R(u)\}.]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mover><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mo accent="true">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">{</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>∈</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="double-struck">𝕊</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="0.222em"></mml:mspace><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mover><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo accent="true">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="postfix">}</mml:mo><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
    <p id="corU003Aset-certification">
      <p><bold>Corollary 3</bold> (Certified inner and outer FullCP
      regions). <italic>The finite-direction envelopes satisfy
      <disp-formula><alternatives>
      <tex-math><![CDATA[\underline\Gamma\subseteq\Gamma^\varepsilon\subseteq\overline\Gamma.]]></tex-math>
      <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:munder><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mo accent="true">_</mml:mo></mml:munder><mml:mo>⊆</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mi>ε</mml:mi></mml:msup><mml:mo>⊆</mml:mo><mml:mover><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mo accent="true">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
      Moreover, <disp-formula><alternatives>
      <tex-math><![CDATA[d_H(\underline\Gamma,\Gamma^\varepsilon)
      \le
      \lVert R_\varepsilon-\underline R\rVert _\infty
      \le
      \delta+2\widetilde Lh_{\mathcal U},]]></tex-math>
      <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:munder><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mo accent="true">_</mml:mo></mml:munder><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mi>ε</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>ε</mml:mi></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:munder><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo accent="true">_</mml:mo></mml:munder><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:msub><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mi>δ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mover><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi mathvariant="script">𝒰</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
      <disp-formula><alternatives>
      <tex-math><![CDATA[d_H(\Gamma^\varepsilon,\overline\Gamma)
      \le
      \lVert \overline R-R_\varepsilon\rVert _\infty
      \le
      \delta+2\widetilde Lh_{\mathcal U},]]></tex-math>
      <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mi>ε</mml:mi></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mo accent="true">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mover><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo accent="true">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>ε</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:msub><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mi>δ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mover><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi mathvariant="script">𝒰</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
      and <disp-formula><alternatives>
      <tex-math><![CDATA[d_H(\underline\Gamma,\overline\Gamma)
      \le
      \lVert \overline R-\underline R\rVert _\infty
      \le
      \delta+2\widetilde Lh_{\mathcal U}.]]></tex-math>
      <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:munder><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mo accent="true">_</mml:mo></mml:munder><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mo accent="true">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mover><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo accent="true">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo>−</mml:mo><mml:munder><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo accent="true">_</mml:mo></mml:munder><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:msub><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mi>δ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mover><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi mathvariant="script">𝒰</mml:mi></mml:msub><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula></italic></p>
    </p>
    <p><italic>Proof.</italic> The radial sandwich gives the set
    inclusions directly. For two nested same-center radial sets, any
    point of the larger set can be moved along its own ray to the
    smaller radial boundary, so the directed distance is bounded by the
    radial-function gap in that direction. Taking suprema gives the
    three inequalities; Appendix C records the full derivation. ◻</p>
    <p>Operationally, the directional intervals require no new per-ray
    search algorithm. For fixed <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[u]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>u</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    membership along <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[c+ru]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    is an initial interval for each comparison set, so
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[N(c+ru)]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    is nonincreasing in <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[r]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>r</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>.
    The finite bound <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[H_{\max}=\max_jH_j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">max</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">max</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    brackets every component exit. If the vote threshold still holds at
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[H_{\max}]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">max</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    the exact aggregate exit is <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[H_{\max}]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">max</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>;
    otherwise bisection between the accepted center and rejected outer
    radius produces a certified bracket of width at most
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\delta]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>δ</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    using the root-search architecture of Ndiaye &amp; Takeuchi (2023)
    and Johnstone &amp; Ndiaye (2025). A numerically chosen center
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\tilde c]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mover><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover></mml:math></alternatives></inline-formula>
    is sufficient whenever all inequalities
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[G_j(\tilde c)\le d_j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mover><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    are themselves certified; the search radii
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[H_j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>
    must then be recomputed, whereas <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[U_{ij}]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>
    and the tightened regularity constants do not depend on the chosen
    common center; <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[L_{\textrm{old}}]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mtext mathvariant="normal">old</mml:mtext></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>
    remains center-dependent if retained for comparison. No runtime
    improvement is claimed.</p>
    <p>The same analytic example from
    Section <xref alt="4" rid="secU003Anonconvexity">4</xref>
    illustrates the certificate after the regularity result is
    available.</p>
    <fig id="figU003Aanalytic-certificate">
      <caption><p>Certified radial envelopes for the analytic example of
      Figure <xref alt="1" rid="figU003Aanalytic-nonconvex-geometry">1</xref>.
      The rendering uses <inline-formula><alternatives>
      <tex-math><![CDATA[N=32]]></tex-math>
      <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>32</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
      equally spaced directions, exact sampled radii
      (<inline-formula><alternatives>
      <tex-math><![CDATA[\delta=0]]></tex-math>
      <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>),
      and the rigorous geometry-derived bound
      <inline-formula><alternatives>
      <tex-math><![CDATA[L=4]]></tex-math>
      <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>;
      the envelopes contain the exact radial function. For this example
      the generic center-based bound is <inline-formula><alternatives>
      <tex-math><![CDATA[L_{\textrm{old}}=16]]></tex-math>
      <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mtext mathvariant="normal">old</mml:mtext></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>16</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
      Proposition <xref alt="2" rid="propU003Aradial-regularity">2</xref>
      gives <inline-formula><alternatives>
      <tex-math><![CDATA[\widetilde L=8]]></tex-math>
      <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>8</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
      and direct analysis gives the sharper
      <inline-formula><alternatives>
      <tex-math><![CDATA[L_{\textrm{direct}}=3/2]]></tex-math>
      <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mtext mathvariant="normal">direct</mml:mtext></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>/</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
      The radius axis is truncated for legibility (visible tick range
      approximately 1.50–3.25); printed vertical separation should
      therefore not be interpreted as proportional to the full radial
      scale. </p></caption>
      <graphic mimetype="application" mime-subtype="pdf" xlink:href="figures/figure1_panelC.pdf" />
    </fig>
    <p>For this example, <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[U_{12}=U_{21}=2]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>U</mml:mi><mml:mn>12</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>U</mml:mi><mml:mn>21</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    so <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\widetilde M_j=(3/2)\sqrt2]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mover><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>/</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:msqrt><mml:mn>2</mml:mn></mml:msqrt></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\widetilde\lambda_j=3/(4\sqrt2)]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mover><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>/</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:msqrt><mml:mn>2</mml:mn></mml:msqrt><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    and <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\widetilde L=2\widetilde M_j/\widetilde\lambda_j=8]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mover><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mi>/</mml:mi><mml:msub><mml:mover><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>8</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
    The radius-<inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[2]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>
    ball geometry itself gives the rigorous bound
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[L=4]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    used in
    Figure <xref alt="2" rid="figU003Aanalytic-certificate">2</xref>.
    Finally, writing the exact radius as a function of
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[s=|u_1|\in[0,1]]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo><mml:mo>∈</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    gives <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[f(s)=s+\sqrt{s^2+3},
    \qquad
    f'(s)=1+\frac{s}{\sqrt{s^2+3}}\le\frac32,]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:msup><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>s</mml:mi><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mfrac><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>3</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    and <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[u\mapsto|u_1|]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>↦</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    is <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[1]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>-Lipschitz
    in chord distance, so <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[L_{\textrm{direct}}=3/2]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mtext mathvariant="normal">direct</mml:mtext></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>/</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
    The sequence <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[16\ \longrightarrow\ 8\ \longrightarrow\ 4\ \longrightarrow\ \frac32]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mn>16</mml:mn><mml:mspace width="0.222em"></mml:mspace><mml:mo>→</mml:mo><mml:mspace width="0.222em"></mml:mspace><mml:mn>8</mml:mn><mml:mspace width="0.222em"></mml:mspace><mml:mo>→</mml:mo><mml:mspace width="0.222em"></mml:mspace><mml:mn>4</mml:mn><mml:mspace width="0.222em"></mml:mspace><mml:mo>→</mml:mo><mml:mspace width="0.222em"></mml:mspace><mml:mfrac><mml:mn>3</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    uses successively more problem-specific information; in particular,
    the tightened general certificate gives
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[8]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mn>8</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    not <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[4]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mn>4</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>
    or <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[3/2]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>/</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.</p>
    <p>The reconstruction results stop at <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[1<\beta<2]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
    Comparison-set convexity itself holds for every
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\beta\ge1]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    but Appendix A shows that exact common-center geometry at
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\beta=1]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    does not imply unconditional global radial Lipschitzness.</p>
  </sec>
</sec>
<sec id="secU003Aempirical_geometry">
  <title><named-content content-type="header-section-number">6</named-content>
  Numerical Assessment</title>
  <p>The numerical study assesses certificate tightness and the
  detectability and radial magnitude of nonconvexity under frozen
  two-dimensional designs; it is not a coverage experiment and its
  detection frequencies are not estimates of population prevalence. The
  study was staged. The initial smoke run used 5 independent clouds per
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[(m,\text{data-generating process (DGP)})]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext mathvariant="normal">data-generating process (DGP)</mml:mtext><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  cell, 40 total, and expansion to 20 independent clouds per cell was
  allowed only after the seven advance-declared engineering and
  numerical gates listed in
  Appendix <xref alt="D" rid="appU003Anumerical-protocol">D</xref>
  passed; soft flags did not automatically block expansion. After those
  gates passed, the expanded-production <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\beta/q_{\textrm{vote}}]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mi>/</mml:mi><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mtext mathvariant="normal">vote</mml:mtext></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  grid, seed mapping, and no-post-hoc rule were frozen before any
  expanded-run results were observed. The original five clouds in each
  cell were retained in the final 20, so the final 160 clouds include
  the original 40 smoke clouds.</p>
  <p>The 20 clouds per <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[(m,\mathrm{DGP})]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">D</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">G</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  cell were the staged descriptive expansion size, not a
  target-precision sample size. For each <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[m\in\{10,25\}]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>∈</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">{</mml:mo><mml:mn>10</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>25</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  the final dataset contained 20 independent clouds from each of four
  designs—an isotropic Gaussian, a rotated anisotropic Gaussian, a
  symmetric Gaussian mixture, and a standardized bivariate
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[t_3]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>
  distribution.<xref ref-type="fn" rid="fn1">1</xref> The fixed grid was
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\beta\in\{1.1,1.5,1.9\}]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>∈</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">{</mml:mo><mml:mn>1.1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1.5</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1.9</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  and <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[q_{\textrm{vote}}\in\{0.10,0.20,0.50\}]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mtext mathvariant="normal">vote</mml:mtext></mml:msub><mml:mo>∈</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">{</mml:mo><mml:mn>0.10</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0.20</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0.50</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  with each cloud reused across the <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\beta/q_{\textrm{vote}}]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mi>/</mml:mi><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mtext mathvariant="normal">vote</mml:mtext></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  settings. The threshold target determines <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[k=\max\{1,\lfloor q_{\textrm{vote}}m+1/2\rfloor\},]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">max</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">⌊</mml:mo><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mtext mathvariant="normal">vote</mml:mtext></mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>/</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">⌋</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="postfix">}</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  whose corresponding strict-conformal <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\varepsilon]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>ε</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>
  interval is <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[[k/(m+1),(k+1)/(m+1))]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">[</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>/</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mi>/</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
  Certificate summaries therefore operate at the 480
  cloud–<inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\beta]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>β</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>
  level, whereas witness and radial summaries use repeated
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\beta/q_{\textrm{vote}}]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mi>/</mml:mi><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mtext mathvariant="normal">vote</mml:mtext></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  configurations within cloud; the resulting 1,440
  cloud–<inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\beta]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>β</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>–<inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[k]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>k</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>
  rows are not independent observations. Values at 16,384 directions
  occur only for cases that triggered the prespecified fallback rule in
  Appendix <xref alt="D" rid="appU003Anumerical-protocol">D</xref>.</p>
  <p>Across the 480 cloud–<inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\beta]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>β</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>
  analyses, the median ratio <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\widetilde L/L_{\textrm{old}}]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mi>/</mml:mi><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mtext mathvariant="normal">old</mml:mtext></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  was <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[0.966]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mn>0.966</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  with interquartile range (IQR) approximately
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[[0.941,0.976]]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">[</mml:mo><mml:mn>0.941</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0.976</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  equivalent to a median tightening of <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[3.39\%]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mn>3.39</mml:mn><mml:mi>%</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
  Descriptively, the median ratio was <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[0.941]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mn>0.941</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>
  (IQR <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[[0.932,0.955]]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">[</mml:mo><mml:mn>0.932</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0.955</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>)
  for <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[m=10]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  and <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[0.975]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mn>0.975</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>
  (IQR <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[[0.972,0.980]]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">[</mml:mo><mml:mn>0.972</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0.980</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>)
  for <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[m=25]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>25</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>;
  no inferential significance is attached to this difference. Consistent
  with the deterministic ordering in
  Proposition <xref alt="2" rid="propU003Aradial-regularity">2</xref>,
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\widetilde L\le L_{\textrm{old}}]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mtext mathvariant="normal">old</mml:mtext></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  in every one of the 480 analyses.
  Figure <xref alt="3" rid="figU003Aempirical_certificate">3</xref>
  summarizes the certificate comparison.</p>
  <p>To fix the numerical scale, on the full validation mesh define
  <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[W_{\max}(L,N)
  =
  \max_u\left[\overline R_{L,N}(u)-\underline R_{L,N}(u)\right].]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>W</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">max</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mi mathvariant="normal">max</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi></mml:munder><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">[</mml:mo><mml:msub><mml:mover><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo accent="true">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:munder><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo accent="true">_</mml:mo></mml:munder><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo stretchy="true" form="postfix">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  On the 8,192-direction radial mesh, with radial values
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\widehat R_i]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mover><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo accent="true">̂</mml:mo></mml:mover><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  define <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[A_\Gamma=\frac{\pi}{8192}\sum_{i=1}^{8192}\widehat R_i^2,
  \qquad
  r_{\textrm{eq}}=\sqrt{A_\Gamma/\pi}.]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>π</mml:mi><mml:mn>8192</mml:mn></mml:mfrac><mml:munderover><mml:mo>∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>8192</mml:mn></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mover><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo accent="true">̂</mml:mo></mml:mover><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mtext mathvariant="normal">eq</mml:mtext></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi></mml:msub><mml:mi>/</mml:mi><mml:mi>π</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  For the operational target <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[W_{\max}\le0.10\,r_{\textrm{eq}}]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>W</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">max</mml:mi></mml:msub><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mn>0.10</mml:mn><mml:mspace width="0.167em"></mml:mspace><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mtext mathvariant="normal">eq</mml:mtext></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  neither certificate achieved the target at
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[N\le128]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mn>128</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  in the expanded study. At <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[N=256]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>256</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  the descriptive fraction was <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[128/1440=8.89\%]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mn>128</mml:mn><mml:mi>/</mml:mi><mml:mn>1440</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>8.89</mml:mn><mml:mi>%</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  for <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[L_{\textrm{old}}]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mtext mathvariant="normal">old</mml:mtext></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>
  and <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[165/1440=11.46\%]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mn>165</mml:mn><mml:mi>/</mml:mi><mml:mn>1440</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>11.46</mml:mn><mml:mi>%</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  for <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\widetilde L]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mover><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover></mml:math></alternatives></inline-formula>.
  These fractions aggregate repeated
  cloud–<inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\beta]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>β</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>–<inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[k]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>k</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>
  configurations and are not independent-observation estimates. The
  tilde envelope width was smaller in all 7,200 declared
  analysis-by-<inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[N]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>N</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>
  comparisons, as expected from the deterministic certificate
  ordering.</p>
  <fig id="figU003Aempirical_certificate">
    <caption><p>Empirical behavior of the radial certificates in the
    staged two-dimensional study. Panel A reports the distribution of
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[100(1-\widetilde L/L_{\textrm{old}})]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mn>100</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mover><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mi>/</mml:mi><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mtext mathvariant="normal">old</mml:mtext></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    at the cloud–<inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\beta]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>β</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>
    level. Panel B reports the descriptive fraction of
    cloud–<inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\beta]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>β</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>–<inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[k]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>k</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>
    configurations for which the full validation-mesh envelope width
    satisfies <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[W_{\max}\le0.10\,r_{\textrm{eq}}]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>W</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">max</mml:mi></mml:msub><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mn>0.10</mml:mn><mml:mspace width="0.167em"></mml:mspace><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mtext mathvariant="normal">eq</mml:mtext></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
    Repeated <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\beta/q_{\textrm{vote}}]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mi>/</mml:mi><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mtext mathvariant="normal">vote</mml:mtext></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    configurations within a cloud are not independent observations.
    </p></caption>
    <graphic mimetype="application" mime-subtype="pdf" xlink:href="figures/v2_empirical_certificate.pdf" />
  </fig>
  <p>For the frozen 4,096-direction diagnostic mesh, the radial brackets
  are <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\widehat R_i\pm e_i]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mover><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo accent="true">̂</mml:mo></mml:mover><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>±</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  and we write the finite-grid lower proxy as
  <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[L_{\textrm{sec}}^{-}
  =
  \max_{i\ne j}
  \frac{\max\{0,|\widehat R_i-\widehat R_j|-e_i-e_j\}}
  {\lVert u_i-u_j\rVert }.]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mtext mathvariant="normal">sec</mml:mtext><mml:mo>−</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mi mathvariant="normal">max</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>≠</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">max</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">{</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo><mml:msub><mml:mover><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo accent="true">̂</mml:mo></mml:mover><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mover><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo accent="true">̂</mml:mo></mml:mover><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo><mml:mi>−</mml:mi><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">}</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  This is a finite-grid lower proxy, not the true Lipschitz
  constant.<xref ref-type="fn" rid="fn2">2</xref> The median
  certificate-to-finite-grid-lower-proxy ratio was
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[108.8]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mn>108.8</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>
  (IQR <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[[63.5,201.4]]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">[</mml:mo><mml:mn>63.5</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>201.4</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>)
  for <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[L_{\textrm{old}}]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mtext mathvariant="normal">old</mml:mtext></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>
  and <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[105.9]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mn>105.9</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>
  (IQR <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[[59.9,193.9]]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">[</mml:mo><mml:mn>59.9</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>193.9</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>)
  for <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\widetilde L]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mover><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover></mml:math></alternatives></inline-formula>.
  Substantial residual slack remains relative to the finite-grid lower
  proxy. The focuswise tightening therefore removes only part of the gap
  visible against this numerical lower diagnostic.</p>
  <p>Figure <xref alt="4" rid="figU003Aempirical_nonconvexity">4</xref>
  reports robust-witness detection rates over the prespecified grid.
  Operationally, the detector forms witness hulls from the common center
  and genuinely accepted radial lower endpoints, inspects hull edges
  joining nonadjacent angular samples, and searches convex combinations
  after any required inward endpoint backoff;
  <monospace>ROBUST_WITNESS</monospace> requires both endpoints to be
  robustly accepted and the convex-combination point to be robustly
  rejected under the stored aggregate-margin intervals, with a
  component/direct radial cross-check. <monospace>SUGGESTIVE</monospace>
  records a prescribed candidate that remains unresolved after the
  frozen refinement procedure, whereas
  <monospace>NONE_DETECTED</monospace> means only that this finite
  diagnostic found no witness;
  Appendix <xref alt="D" rid="appU003Anumerical-protocol">D</xref> gives
  the search details. Each fixed <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\beta/q_{\textrm{vote}}]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mi>/</mml:mi><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mtext mathvariant="normal">vote</mml:mtext></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  cell contains exactly 160 independent clouds, and the cellwise
  detection rates range from <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[40.0\%]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mn>40.0</mml:mn><mml:mi>%</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  to <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[81.2\%]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mn>81.2</mml:mn><mml:mi>%</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
  At the independent-cloud level, <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[155/160]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mn>155</mml:mn><mml:mi>/</mml:mi><mml:mn>160</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  clouds yielded at least one robust witness somewhere among the nine
  prespecified <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\beta/q_{\textrm{vote}}]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mi>/</mml:mi><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mtext mathvariant="normal">vote</mml:mtext></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  configurations. These observed detection frequencies do not estimate
  the population prevalence of nonconvexity.</p>
  <fig id="figU003Aempirical_nonconvexity">
    <caption><p>Nonconvexity diagnostics in the staged two-dimensional
    study. Panel A reports robust-witness detection rates, with 160
    independent clouds in each fixed <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\beta/q_{\textrm{vote}}]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mi>/</mml:mi><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mtext mathvariant="normal">vote</mml:mtext></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    cell. Panel B gives the empirical cumulative distribution function
    (CDF) of the normalized mesh-based radial convexification-gap
    approximation conditional on a robust witness.
    <monospace>NONE_DETECTED</monospace> does not certify convexity.
    </p></caption>
    <graphic mimetype="application" mime-subtype="pdf" xlink:href="figures/v2_empirical_nonconvexity.pdf" />
  </fig>
  <p>For the reported magnitude, form the metric hull
  <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[H_M=\operatorname{conv}\{c+\widehat R_i u_i\}]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">conv</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">{</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mover><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo accent="true">̂</mml:mo></mml:mover><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  and define the mesh-based radial convexification-gap approximation
  <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\widehat\Delta_{\textrm{rad}}
  =
  \max_u\left[R_{H_M}(u)-\widehat R(u)\right]_+,]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mover><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi><mml:mo accent="true">̂</mml:mo></mml:mover><mml:mtext mathvariant="normal">rad</mml:mtext></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mi mathvariant="normal">max</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi></mml:msub></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mover><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo accent="true">̂</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo stretchy="true" form="postfix">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  reported after normalization by <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[r_{\textrm{eq}}]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mtext mathvariant="normal">eq</mml:mtext></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>.
  Conditional on <monospace>ROBUST_WITNESS</monospace>, this normalized
  approximation had median <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[0.00137]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mn>0.00137</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  90th percentile <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[0.00626]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mn>0.00626</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  and maximum <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[0.01770]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mn>0.01770</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>.
  These summaries use the final gap convention. At baseline, the
  fallback is triggered when <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\max\{|\widehat\Delta_A-\widehat\Delta_{8192}|,|\widehat\Delta_B-\widehat\Delta_{8192}|\}/r_{\textrm{eq}}>10^{-4}]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">max</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">{</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo><mml:msub><mml:mover><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi><mml:mo accent="true">̂</mml:mo></mml:mover><mml:mi>A</mml:mi></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mover><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi><mml:mo accent="true">̂</mml:mo></mml:mover><mml:mn>8192</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo><mml:msub><mml:mover><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi><mml:mo accent="true">̂</mml:mo></mml:mover><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mover><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi><mml:mo accent="true">̂</mml:mo></mml:mover><mml:mn>8192</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="postfix">}</mml:mo><mml:mi>/</mml:mi><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mtext mathvariant="normal">eq</mml:mtext></mml:msub><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>−</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  for the two interlaced 4,096-direction submeshes; the nested
  16,384-direction refinement is then automatic, and its normalized
  8,192-versus-16,384 discrepancy is checked against the same threshold.
  Exactly three cases triggered this fallback and none remained
  unresolved;
  Appendix <xref alt="D" rid="appU003Anumerical-protocol">D</xref> gives
  the frozen rule. In this staged numerical study, nonconvexity was
  frequently detectable, while its normalized radial magnitude was
  typically small.</p>
  <p><bold>Post-review Monte Carlo uncertainty summaries from the frozen
  outputs.</bold> No simulation was rerun. A deterministic
  design-stratified cloud bootstrap uses only the frozen certificate and
  analysis CSVs: within each of the eight <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[(m,\mathrm{DGP})]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">D</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">G</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  strata, cloud IDs are sorted and 20 whole clouds are resampled with
  replacement, retaining all their <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\beta/q_{\textrm{vote}}]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mi>/</mml:mi><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mtext mathvariant="normal">vote</mml:mtext></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  rows. With <monospace>numpy.random.default_rng(20261001)</monospace>
  and 20,000 replicates, the same cloud resample computes all requested
  summaries in each replicate and preserves the balanced 20-per-stratum
  design. The 2.5th and 97.5th percentiles for the median
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\widetilde L/L_{\textrm{old}}]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mi>/</mml:mi><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mtext mathvariant="normal">old</mml:mtext></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  are <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[[0.96380,0.96909]]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">[</mml:mo><mml:mn>0.96380</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0.96909</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  overall, <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[[0.93904,0.94371]]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">[</mml:mo><mml:mn>0.93904</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0.94371</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  for <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[m=10]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  and <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[[0.97457,0.97609]]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">[</mml:mo><mml:mn>0.97457</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0.97609</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  for <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[m=25]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>25</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
  Table <xref alt="1" rid="tabU003Ar1-mc">1</xref> gives the
  detection-fraction limits. These quantify finite Monte Carlo
  resolution of the fixed staged design; they are not population
  prevalence or coverage confidence intervals and imply no formal
  sample-size sufficiency or power claim.</p>
  <table-wrap>
    <caption>
      <p>Post-review design-stratified cloud-bootstrap percentile limits
      for robust-witness detection fractions, computed from frozen
      outputs without rerunning the simulation.</p>
    </caption>
    <table id="tabU003Ar1-mc">
      <thead>
        <tr>
          <th align="center"><inline-formula><alternatives>
          <tex-math><![CDATA[\beta]]></tex-math>
          <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>β</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula></th>
          <th align="center"><inline-formula><alternatives>
          <tex-math><![CDATA[q_{\textrm{vote}}=0.10]]></tex-math>
          <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mtext mathvariant="normal">vote</mml:mtext></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.10</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula></th>
          <th align="center"><inline-formula><alternatives>
          <tex-math><![CDATA[q_{\textrm{vote}}=0.20]]></tex-math>
          <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mtext mathvariant="normal">vote</mml:mtext></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.20</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula></th>
          <th align="center"><inline-formula><alternatives>
          <tex-math><![CDATA[q_{\textrm{vote}}=0.50]]></tex-math>
          <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mtext mathvariant="normal">vote</mml:mtext></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.50</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula></th>
        </tr>
      </thead>
      <tbody>
        <tr>
          <td align="center">1.1</td>
          <td align="center"><inline-formula><alternatives>
          <tex-math><![CDATA[[35.6\%,50.6\%]]]></tex-math>
          <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">[</mml:mo><mml:mn>35.6</mml:mn><mml:mi>%</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>50.6</mml:mn><mml:mi>%</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
          <td align="center"><inline-formula><alternatives>
          <tex-math><![CDATA[[51.9\%,66.9\%]]]></tex-math>
          <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">[</mml:mo><mml:mn>51.9</mml:mn><mml:mi>%</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>66.9</mml:mn><mml:mi>%</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
          <td align="center"><inline-formula><alternatives>
          <tex-math><![CDATA[[75.0\%,86.9\%]]]></tex-math>
          <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">[</mml:mo><mml:mn>75.0</mml:mn><mml:mi>%</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>86.9</mml:mn><mml:mi>%</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
        </tr>
        <tr>
          <td align="center">1.5</td>
          <td align="center"><inline-formula><alternatives>
          <tex-math><![CDATA[[32.5\%,47.5\%]]]></tex-math>
          <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">[</mml:mo><mml:mn>32.5</mml:mn><mml:mi>%</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>47.5</mml:mn><mml:mi>%</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
          <td align="center"><inline-formula><alternatives>
          <tex-math><![CDATA[[46.9\%,61.9\%]]]></tex-math>
          <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">[</mml:mo><mml:mn>46.9</mml:mn><mml:mi>%</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>61.9</mml:mn><mml:mi>%</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
          <td align="center"><inline-formula><alternatives>
          <tex-math><![CDATA[[57.5\%,71.9\%]]]></tex-math>
          <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">[</mml:mo><mml:mn>57.5</mml:mn><mml:mi>%</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>71.9</mml:mn><mml:mi>%</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
        </tr>
        <tr>
          <td align="center">1.9</td>
          <td align="center"><inline-formula><alternatives>
          <tex-math><![CDATA[[32.5\%,47.5\%]]]></tex-math>
          <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">[</mml:mo><mml:mn>32.5</mml:mn><mml:mi>%</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>47.5</mml:mn><mml:mi>%</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
          <td align="center"><inline-formula><alternatives>
          <tex-math><![CDATA[[46.9\%,61.9\%]]]></tex-math>
          <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">[</mml:mo><mml:mn>46.9</mml:mn><mml:mi>%</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>61.9</mml:mn><mml:mi>%</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
          <td align="center"><inline-formula><alternatives>
          <tex-math><![CDATA[[55.6\%,70.6\%]]]></tex-math>
          <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">[</mml:mo><mml:mn>55.6</mml:mn><mml:mi>%</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>70.6</mml:mn><mml:mi>%</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
        </tr>
      </tbody>
    </table>
  </table-wrap>
</sec>
<sec id="secU003Alimitations">
  <title><named-content content-type="header-section-number">7</named-content>
  Computational Scope and Endpoint Limitations</title>
  <p>Theorem <xref alt="2" rid="thmU003Aradial-envelopes">2</xref> and
  Corollary <xref alt="3" rid="corU003Aset-certification">3</xref>
  reduce global certification to certified values on a finite
  directional set and a sphere-covering radius. For chord-metric
  covering of <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\mathbb S^{d-1}]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msup><mml:mi mathvariant="double-struck">𝕊</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  the fixed-dimension small-radius law is <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[N_d(h)=\Theta_d\!\left(h^{-(d-1)}\right),
  \qquad h\downarrow0,]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">Θ</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:msub><mml:mspace width="-0.167em"></mml:mspace><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>−</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="true" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>↓</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  consistent with standard spherical covering and packing exponents
  (Bhattacharya et al., 2022). If a target radial-envelope width
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\tau]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>τ</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>
  satisfies <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\tau>\delta]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  and <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\widetilde L>0]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  the deterministic bound <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\delta+2\widetilde Lh\le\tau]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mover><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mi>τ</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  is guaranteed whenever <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[h\le\frac{\tau-\delta}{2\widetilde L}.]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mover><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  Consequently, for fixed <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[d]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>d</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>
  and fine resolution, <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[N_d
  =
  \Theta_d\!\left[
  \left(\frac{2\widetilde L}{\tau-\delta}\right)^{d-1}
  \right].]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">Θ</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:msub><mml:mspace width="-0.167em"></mml:mspace><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mover><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="true" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="true" form="postfix">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  If <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\widetilde L=0]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  the certified width is already at most <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\delta]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>δ</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>.
  This fixed-<inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[d]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>d</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>
  notation is not a dimension-growth statement; for fixed small
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[h]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>h</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\log N_d(h)
  =
  (d-1)\log(1/h)+O(d).]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">log</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">log</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>/</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>O</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  The directional burden is therefore a substantive limitation and
  confines the intended certification regime to low-dimensional
  multivariate outputs.</p>
  <p>The endpoint <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\beta=1]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  separates exact geometry from unconditional certification.
  Corollary <xref alt="1" rid="corU003Apower">1</xref> and
  Theorem <xref alt="1" rid="thmU003Acommon-center">1</xref> still give
  common-center star-shaped geometry, but the global radial function
  need not be continuous or Lipschitz; Appendix A gives the exact
  segment example.
  Proposition <xref alt="2" rid="propU003Aradial-regularity">2</xref> is
  therefore stated unconditionally only for
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[1<\beta<2]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
  At the separate degeneracy <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[m=1]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[I_1=\mathbb R^d]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="double-struck">ℝ</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  so finite power-distance radial reconstruction begins at
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[m\ge2]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.</p>
  <p>The upper restriction <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\beta<2]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  also keeps the certified development within the strictly proper range
  of the conventional energy score, but the deterministic and
  scoring-rule roles should not be conflated. Convex comparison geometry
  holds for every <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\beta\ge1]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  including <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\beta\ge2]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>;
  strict propriety has the separate boundaries summarized in
  Section <xref alt="3" rid="secU003Aradial-interface">3</xref>.
  Adaptive response-dependent partition issues remain outside scope, and
  the paper makes no new coverage theorem or runtime-superiority
  claim.</p>
  <p>The numerical assessment is limited to
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[d=2]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  four prespecified DGPs, and a finite <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\beta/q_{\textrm{vote}}]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mi>/</mml:mi><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mtext mathvariant="normal">vote</mml:mtext></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  grid. <monospace>NONE_DETECTED</monospace> does not certify convexity,
  the observed detection frequencies are not prevalence estimates, and
  the finite-grid secant statistic is only a lower proxy for the true
  Lipschitz constant.</p>
</sec>
<sec id="secU003Adiscussion">
  <title><named-content content-type="header-section-number">8</named-content>
  Discussion</title>
  <p>The statistical distinction driving the paper is between validity
  of an exact conformal set and faithful representation of that set.
  Standard conformal theory supplies the former. For the energy-form
  score studied here, the paper supplies the latter structure: exact
  leave-one-out comparisons become pairwise-dissimilarity sublevel sets
  with a common center, and convexity of those comparison sets makes the
  nontrivial vote aggregate star-shaped without forcing it to be convex.
  The univariate empirical-CRPS interval result is one specialization of
  this mechanism, while the analytic example shows why convexification
  can change the exact accepted set even when inherited coverage
  validity is not in question.</p>
  <p>For <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[1<\beta<2]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  the star-shaped geometry also supports deterministic reconstruction
  guarantees. Explicit radial regularity turns finite directional
  brackets into global radial and Hausdorff certificates, with the
  formal dominance <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\widetilde L\le L_{\textrm{old}}]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mtext mathvariant="normal">old</mml:mtext></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  preserved. In the frozen numerical study the median certificate
  tightening was approximately <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[3.4\%]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mn>3.4</mml:mn><mml:mi>%</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>:
  systematic but modest, with both certificates remaining roughly two
  orders above the finite-grid lower proxy and hence substantial
  residual certificate slack. Robust nonconvexity witnesses were often
  detected but typically shallow in normalized radial magnitude. These
  observations are descriptive for the frozen staged two-dimensional
  designs.</p>
  <p>The analytic example is a stress-test and existence illustration of
  materially nonfaithful convexification, not a representative-magnitude
  claim. At the smaller observed numerical gaps, convexification may be
  negligible for coarse visualization or coarse summaries, while exact
  boundary-near candidate membership can still change. The results
  remain score-specific, low-dimensional, and separate from
  adaptive-partition coverage questions or runtime claims.</p>
  <p>These results concern response-only energy-form FullCP. In
  regression-based FullCP with candidate-dependent refitting, the trial
  response can alter the fitted predictor and hence the score
  comparisons, so the common-center reduction proved here does not
  automatically extend to that setting. Characterizing analogous
  geometry under fitted-model constructions is outside the present
  scope.</p>
</sec>
<sec id="exact-beta1-segment-pathology">
  <title><named-content content-type="header-section-number">A</named-content>
  Exact <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\beta=1]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  Segment Pathology</title>
  <p>Let <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[d\ge2]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[m=3]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  and <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[y_1=-e_1,
  \qquad
  y_2=0,
  \qquad
  y_3=e_1,
  \qquad
  \beta=1.]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>−</mml:mi><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  Take <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[k=3,]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  which is equivalent under the strict convention to
  <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\frac34\le\varepsilon<1.]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>3</mml:mn><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  Since all three comparison votes are required,
  <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\Gamma^\varepsilon=I_1\cap I_2\cap I_3.]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mi>ε</mml:mi></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>∩</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>∩</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  The middle comparison region is <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[I_2
  =
  \left\{
   t:\lVert t+e_1\rVert +\lVert t-e_1\rVert \le2
  \right\}.]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">{</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="true" form="postfix">}</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  By the triangle inequality, <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\lVert t+e_1\rVert +\lVert t-e_1\rVert 
  \ge\lVert 2e_1\rVert =2,]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  and equality holds precisely on the segment joining the two foci.
  Hence <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[I_2=[-e_1,e_1].]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">[</mml:mo><mml:mi>−</mml:mi><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>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">]</mml:mo><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  For <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[t=se_1]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  with <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[-1\le s\le1]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>−</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\lVert t\rVert +\lVert t-e_1\rVert \le3,
  \qquad
  \lVert t\rVert +\lVert t+e_1\rVert \le3,]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  so the whole segment also lies in <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[I_1]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>
  and <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[I_3]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>.
  Therefore <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\Gamma^\varepsilon=[-e_1,e_1].]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mi>ε</mml:mi></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">[</mml:mo><mml:mi>−</mml:mi><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>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">]</mml:mo><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
  <p>The Fréchet objective is minimized at
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[c=0]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
  About this common center, <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[R_\varepsilon(e_1)=R_\varepsilon(-e_1)=1,]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>ε</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>ε</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>−</mml:mi><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  whereas for every direction <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[u]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>u</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>
  not collinear with <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[e_1]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>
  the ray <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\{ru:r>0\}]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">{</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  leaves the segment immediately, so <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[R_\varepsilon(u)=0.]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>ε</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  Thus the radial function is discontinuous on
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\mathbb S^{d-1}]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msup><mml:mi mathvariant="double-struck">𝕊</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></alternatives></inline-formula>
  when <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[d\ge2]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
  Exact common-center star-shaped geometry at
  <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\beta=1]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  therefore does not imply an unconditional global Lipschitz radial
  certificate.</p>
</sec>
<sec id="a-three-point-nonconvex-robustness-witness">
  <title><named-content content-type="header-section-number">B</named-content>
  A Three-Point Nonconvex Robustness Witness</title>
  <p>Consider <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[d=2,
  \qquad
  m=3,
  \qquad
  \beta=\frac32,]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>3</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[y_1=(-1,0),
  \qquad
  y_2=(1,0),
  \qquad
  y_3=(0,1.5),]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>−</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1.5</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  and <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\varepsilon=0.6,
  \qquad
  k=2.]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.6</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  A common Fréchet minimizer is <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[c=(0,0.5247333004905787534\ldots).]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0.5247333004905787534</mml:mn><mml:mi>…</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  Let <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[A=(0.58,-0.94),
  \qquad
  B=(-0.58,-0.94),
  \qquad
  M=(0,-0.94).]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mn>0.58</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>−</mml:mi><mml:mn>0.94</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>−</mml:mi><mml:mn>0.58</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>−</mml:mi><mml:mn>0.94</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>−</mml:mi><mml:mn>0.94</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  For <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[G_j(t)=\sum_{i\ne j}\lVert t-y_i\rVert ^{3/2}]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mo>∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>≠</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>/</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  and the corresponding <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[d_j]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  the resulting comparison margins and vote counts are
  <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\begin{array}{c|rrr|c}
   & d_1-G_1 & d_2-G_2 & d_3-G_3 & N(\cdot)\\
  \hline
  A&
  +0.232492290498&
  -1.215637558202&
  +1.303611687945&
  2\\
  B&
  -1.215637558202&
  +0.232492290498&
  +1.303611687945&
  2\\
  M&
  -0.170268407563&
  -0.170268407563&
  +1.625412619066&
  1
  \end{array}]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd columnalign="center" style="text-align: center"></mml:mtd><mml:mtd columnalign="right" style="text-align: right"><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd columnalign="right" style="text-align: right"><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd columnalign="right" style="text-align: right"><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd columnalign="center" style="text-align: center"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>⋅</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="center" style="text-align: center"><mml:mi>A</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd columnalign="right" style="text-align: right"><mml:mi>+</mml:mi><mml:mn>0.232492290498</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd columnalign="right" style="text-align: right"><mml:mi>−</mml:mi><mml:mn>1.215637558202</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd columnalign="right" style="text-align: right"><mml:mi>+</mml:mi><mml:mn>1.303611687945</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd columnalign="center" style="text-align: center"><mml:mn>2</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="center" style="text-align: center"><mml:mi>B</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd columnalign="right" style="text-align: right"><mml:mi>−</mml:mi><mml:mn>1.215637558202</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd columnalign="right" style="text-align: right"><mml:mi>+</mml:mi><mml:mn>0.232492290498</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd columnalign="right" style="text-align: right"><mml:mi>+</mml:mi><mml:mn>1.303611687945</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd columnalign="center" style="text-align: center"><mml:mn>2</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="center" style="text-align: center"><mml:mi>M</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd columnalign="right" style="text-align: right"><mml:mi>−</mml:mi><mml:mn>0.170268407563</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd columnalign="right" style="text-align: right"><mml:mi>−</mml:mi><mml:mn>0.170268407563</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd columnalign="right" style="text-align: right"><mml:mi>+</mml:mi><mml:mn>1.625412619066</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd columnalign="center" style="text-align: center"><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></alternatives></disp-formula>
  Because <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[k=2]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
  and equality would count as a vote, these strict numerical margins
  imply <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[A,B\in\Gamma^\varepsilon,
  \qquad
  M\notin\Gamma^\varepsilon.]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>∈</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mi>ε</mml:mi></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>∉</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mi>ε</mml:mi></mml:msup><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  The witness therefore supplies an accepted-endpoints/rejected-midpoint
  nonconvexity check with nonzero margins.</p>
</sec>
<sec id="technical-proof-details">
  <title><named-content content-type="header-section-number">C</named-content>
  Technical Proof Details</title>
  <table-wrap>
    <caption>
      <p>Symbol guide for the certificates and numerical diagnostics.
      The <inline-formula><alternatives>
      <tex-math><![CDATA[D_{ij},U_{ij},M_j,\lambda_j,\widetilde M_j,\widetilde\lambda_j]]></tex-math>
      <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>D</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>U</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>M</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mover><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mover><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
      formulas apply to the <inline-formula><alternatives>
      <tex-math><![CDATA[d_j>0]]></tex-math>
      <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
      branch; the singleton branch evaluates no negative power at
      zero.</p>
    </caption>
    <table id="tabU003Ar1-symbols">
      <colgroup>
        <col width="18%" />
        <col width="74%" />
      </colgroup>
      <thead>
        <tr>
          <th align="left">Symbol</th>
          <th align="left">Definition</th>
        </tr>
      </thead>
      <tbody>
        <tr>
          <td align="left"><inline-formula><alternatives>
          <tex-math><![CDATA[D_{ij}]]></tex-math>
          <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
          <td align="left"><inline-formula><alternatives>
          <tex-math><![CDATA[H_j+\lVert c-y_i\rVert]]></tex-math>
          <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
        </tr>
        <tr>
          <td align="left"><inline-formula><alternatives>
          <tex-math><![CDATA[U_{ij}]]></tex-math>
          <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
          <td align="left"><inline-formula><alternatives>
          <tex-math><![CDATA[\min\{r_j+\lVert \mu_{-j}-y_i\rVert ,d_j^{1/\beta}\}]]></tex-math>
          <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">min</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">{</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:msub><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>−</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>/</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false" form="postfix">}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
        </tr>
        <tr>
          <td align="left"><inline-formula><alternatives>
          <tex-math><![CDATA[M_j]]></tex-math>
          <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
          <td align="left"><inline-formula><alternatives>
          <tex-math><![CDATA[\beta\sum_{i\ne j}D_{ij}^{\beta-1}]]></tex-math>
          <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:msub><mml:mo>∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>≠</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
        </tr>
        <tr>
          <td align="left"><inline-formula><alternatives>
          <tex-math><![CDATA[\lambda_j]]></tex-math>
          <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
          <td align="left"><inline-formula><alternatives>
          <tex-math><![CDATA[\beta(\beta-1)\sum_{i\ne j}D_{ij}^{\beta-2}]]></tex-math>
          <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:msub><mml:mo>∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>≠</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
        </tr>
        <tr>
          <td align="left"><inline-formula><alternatives>
          <tex-math><![CDATA[\ell_j]]></tex-math>
          <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>ℓ</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
          <td align="left"><inline-formula><alternatives>
          <tex-math><![CDATA[2M_j/\lambda_j]]></tex-math>
          <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mi>/</mml:mi><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
          for <inline-formula><alternatives>
          <tex-math><![CDATA[d_j>0]]></tex-math>
          <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>;
          <inline-formula><alternatives>
          <tex-math><![CDATA[0]]></tex-math>
          <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>
          for <inline-formula><alternatives>
          <tex-math><![CDATA[d_j=0]]></tex-math>
          <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
        </tr>
        <tr>
          <td align="left"><inline-formula><alternatives>
          <tex-math><![CDATA[\widetilde M_j]]></tex-math>
          <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mover><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
          <td align="left"><inline-formula><alternatives>
          <tex-math><![CDATA[\beta\sum_{i\ne j}U_{ij}^{\beta-1}]]></tex-math>
          <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:msub><mml:mo>∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>≠</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
        </tr>
        <tr>
          <td align="left"><inline-formula><alternatives>
          <tex-math><![CDATA[\widetilde\lambda_j]]></tex-math>
          <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mover><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
          <td align="left"><inline-formula><alternatives>
          <tex-math><![CDATA[\beta(\beta-1)\sum_{i\ne j}U_{ij}^{\beta-2}]]></tex-math>
          <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:msub><mml:mo>∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>≠</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
        </tr>
        <tr>
          <td align="left"><inline-formula><alternatives>
          <tex-math><![CDATA[\widetilde\ell_j]]></tex-math>
          <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mover><mml:mi>ℓ</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
          <td align="left"><inline-formula><alternatives>
          <tex-math><![CDATA[2\widetilde M_j/\widetilde\lambda_j]]></tex-math>
          <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mover><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mi>/</mml:mi><mml:msub><mml:mover><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
          for <inline-formula><alternatives>
          <tex-math><![CDATA[d_j>0]]></tex-math>
          <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>;
          <inline-formula><alternatives>
          <tex-math><![CDATA[0]]></tex-math>
          <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>
          for <inline-formula><alternatives>
          <tex-math><![CDATA[d_j=0]]></tex-math>
          <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
        </tr>
        <tr>
          <td align="left"><inline-formula><alternatives>
          <tex-math><![CDATA[L_{\textrm{old}}]]></tex-math>
          <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mtext mathvariant="normal">old</mml:mtext></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
          <td align="left"><inline-formula><alternatives>
          <tex-math><![CDATA[\max_j\ell_j]]></tex-math>
          <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">max</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>ℓ</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
        </tr>
        <tr>
          <td align="left"><inline-formula><alternatives>
          <tex-math><![CDATA[\widetilde L]]></tex-math>
          <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mover><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
          <td align="left"><inline-formula><alternatives>
          <tex-math><![CDATA[\max_j\widetilde\ell_j]]></tex-math>
          <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">max</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mover><mml:mi>ℓ</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
        </tr>
        <tr>
          <td align="left"><inline-formula><alternatives>
          <tex-math><![CDATA[L_{\textrm{sec}}^{-}]]></tex-math>
          <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mtext mathvariant="normal">sec</mml:mtext><mml:mo>−</mml:mo></mml:msubsup></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
          <td align="left"><inline-formula><alternatives>
          <tex-math><![CDATA[\max_{i\ne j}\max\{0,|\widehat R_i-\widehat R_j|-e_i-e_j\}/\lVert u_i-u_j\rVert]]></tex-math>
          <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">max</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>≠</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">max</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">{</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo><mml:msub><mml:mover><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo accent="true">̂</mml:mo></mml:mover><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mover><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo accent="true">̂</mml:mo></mml:mover><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo><mml:mi>−</mml:mi><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">}</mml:mo><mml:mi>/</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
        </tr>
        <tr>
          <td align="left"><inline-formula><alternatives>
          <tex-math><![CDATA[r_{\textrm{eq}}]]></tex-math>
          <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mtext mathvariant="normal">eq</mml:mtext></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
          <td align="left"><inline-formula><alternatives>
          <tex-math><![CDATA[\sqrt{A_\Gamma/\pi}]]></tex-math>
          <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi></mml:msub><mml:mi>/</mml:mi><mml:mi>π</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt></mml:math></alternatives></inline-formula>;
          numerical <inline-formula><alternatives>
          <tex-math><![CDATA[A_\Gamma=(\pi/8192)\sum_{i=1}^{8192}\widehat R_i^2]]></tex-math>
          <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>π</mml:mi><mml:mi>/</mml:mi><mml:mn>8192</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>8192</mml:mn></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mover><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo accent="true">̂</mml:mo></mml:mover><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
        </tr>
        <tr>
          <td align="left"><inline-formula><alternatives>
          <tex-math><![CDATA[\widehat\Delta_{\textrm{rad}}]]></tex-math>
          <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mover><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi><mml:mo accent="true">̂</mml:mo></mml:mover><mml:mtext mathvariant="normal">rad</mml:mtext></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
          <td align="left"><inline-formula><alternatives>
          <tex-math><![CDATA[\max_u[R_{H_M}(u)-\widehat R(u)]_+]]></tex-math>
          <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">max</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi></mml:msub></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mover><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo accent="true">̂</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">]</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>;
          frozen final-gap refinement convention as in
          Section <xref alt="6" rid="secU003Aempirical_geometry">6</xref></td>
        </tr>
      </tbody>
    </table>
  </table-wrap>
  <p>For a non-singleton comparison set <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[I_j]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>,
  let finite positive constants <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[V_{ij}]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>
  satisfy <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\sup_{t\in I_j}\lVert t-y_i\rVert \le V_{ij},
  \qquad i\ne j,]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:munder><mml:mi mathvariant="normal">sup</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>∈</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>≠</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  and define <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[M_j(V)=\beta\sum_{i\ne j}V_{ij}^{\beta-1},
  \qquad
  \lambda_j(V)=\beta(\beta-1)\sum_{i\ne j}V_{ij}^{\beta-2}.]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>β</mml:mi><mml:munder><mml:mo>∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>≠</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msubsup><mml:mi>V</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:munder><mml:mo>∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>≠</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msubsup><mml:mi>V</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  The calculations below prove the modular bound
  <disp-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[\operatorname{Lip}(R_j)\le\frac{2M_j(V)}{\lambda_j(V)}.]]></tex-math>
  <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Lip</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
  The explicit main-text choice is <inline-formula><alternatives>
  <tex-math><![CDATA[V_{ij}=U_{ij}]]></tex-math>
  <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>V</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>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>;
  singleton comparison sets are handled by the constant-zero radial
  argument.</p>
  <p>This appendix is the unique detailed location for the technical
  calculations underlying
  Section <xref alt="5" rid="secU003Acertified-reconstruction">5</xref>.</p>
  <sec id="jensen-containment-and-the-radius-h_j">
    <title>Jensen containment and the radius
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[H_j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula></title>
    <p>For <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\beta\ge1]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    the map <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[z\mapsto\lVert t-z\rVert ^\beta]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>↦</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    is convex. Applying Jensen’s inequality to the
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[m-1]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    points <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\{y_i:i\ne j\}]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">{</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>≠</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    gives <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\frac1{m-1}\sum_{i\ne j}\lVert t-y_i\rVert ^\beta
    \ge
    \lVert t-\frac1{m-1}\sum_{i\ne j}y_i\rVert ^\beta
    =
    \lVert t-\mu_{-j}\rVert ^\beta.]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo>∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>≠</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:msup><mml:mo>≥</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo>∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>≠</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>−</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:msup><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    If <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[t\in I_j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>∈</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    then <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[G_j(t)\le d_j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    so <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\lVert t-\mu_{-j}\rVert 
    \le
    \left(\frac{d_j}{m-1}\right)^{1/\beta}
    =r_j.]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>−</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">(</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="true" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>/</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    Thus <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[I_j\subseteq B(\mu_{-j},r_j)]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>⊆</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>−</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
    Since <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[c\in I_j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>∈</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    every <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[t\in I_j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>∈</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    also satisfies <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\lVert t-c\rVert 
    \le
    \lVert t-\mu_{-j}\rVert +\lVert \mu_{-j}-c\rVert 
    \le
    r_j+\lVert c-\mu_{-j}\rVert 
    =H_j.]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>−</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:msub><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>−</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>−</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    If <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[H_j=0]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    then both nonnegative summands in its definition vanish,
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[r_j=0]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    and the Jensen ball reduces to <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\{c\}]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">{</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    proving <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[I_j=\{c\}]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">{</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.</p>
    <p>If <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[d_j>0]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    then for every <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[t\in I_j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>∈</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    and <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[i\ne j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>≠</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    the same containment and the triangle inequality give
    <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\lVert t-y_i\rVert 
    \le
    r_j+\lVert \mu_{-j}-y_i\rVert .]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:msub><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>−</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    Also, the <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[i]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>i</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>th
    nonnegative summand in <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[G_j(t)\le d_j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    gives <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\lVert t-y_i\rVert \le d_j^{1/\beta}.]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>/</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    Thus <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\lVert t-y_i\rVert \le U_{ij}]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msub><mml:mi>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
    Both branches defining <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[U_{ij}]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>
    are finite and strictly positive when <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[d_j>0]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.</p>
  </sec>
  <sec id="focuswise-derivative-bounds-with-restricted-domain-crossings">
    <title>Focuswise derivative bounds with restricted-domain
    crossings</title>
    <p>Let <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[I_j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>
    be non-singleton, and let finite positive
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[V_{ij}]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>
    bound <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\lVert t-y_i\rVert]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    for <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[t\in I_j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>∈</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
    For <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[t\ne y_i]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>≠</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\nabla\lVert t-y_i\rVert ^\beta
    =
    \beta\lVert t-y_i\rVert ^{\beta-2}(t-y_i),]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>∇</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>β</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    so <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\lVert \nabla\rVert t-y_i\lVert ^\beta\rVert 
    =
    \beta\lVert t-y_i\rVert ^{\beta-1}.]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>∇</mml:mi><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>β</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    At a focus the gradient is zero by continuity. Therefore, for every
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[t\in I_j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>∈</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\lVert \nabla G_j(t)\rVert 
    \le
    \beta\sum_{i\ne j}V_{ij}^{\beta-1}
    =M_j(V).]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>∇</mml:mi><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mi>β</mml:mi><mml:munder><mml:mo>∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>≠</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msubsup><mml:mi>V</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
    <p>Away from a focus, the Hessian is <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\nabla^2\lVert t-y_i\rVert ^\beta
    =
    \beta\lVert t-y_i\rVert ^{\beta-2}I
    +
    \beta(\beta-2)\lVert t-y_i\rVert ^{\beta-4}(t-y_i)(t-y_i)^\top.]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>∇</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>β</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msup><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mi>⊤</mml:mi></mml:msup><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    Its eigenvalue in the radial direction is
    <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\beta(\beta-1)\lVert t-y_i\rVert ^{\beta-2},]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    and every orthogonal eigenvalue is <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\beta\lVert t-y_i\rVert ^{\beta-2}.]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    Hence the minimum eigenvalue is the former. Since
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\beta-2<0]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    and <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\lVert t-y_i\rVert \le V_{ij}]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    on <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[I_j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\nabla^2\lVert t-y_i\rVert ^\beta
    \succeq
    \beta(\beta-1)V_{ij}^{\beta-2}I]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>∇</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:msup><mml:mo>≽</mml:mo><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>V</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    whenever <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[t\in I_j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>∈</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    and <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[t\ne y_i]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>≠</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.</p>
    <p>To justify the integrated inequality when a segment crosses one
    or more foci, take arbitrary <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[x,y\in I_j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>∈</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    and write <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[z(s)=x+s(y-x)]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    for <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[s\in[0,1]]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>∈</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
    Convexity of <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[I_j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>
    is essential here: it ensures that <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[z(s)\in I_j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>∈</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    for the entire segment. If <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[x=y]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    the desired inequality is immediate. Otherwise, a nonconstant line
    segment can meet each fixed observation at at most one parameter
    value, so the set of focus-crossing parameters is finite. Partition
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[[0,1]]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    at these values. On every open subinterval free of crossings, the
    ordinary Hessian exists and, for <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\phi(s)=G_j(z(s)),]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    one has <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\phi''(s)
    =(y-x)^\top\nabla^2G_j(z(s))(y-x)
    \ge
    \lambda_j(V)\lVert y-x\rVert ^2.]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mo>″</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mi>⊤</mml:mi></mml:msup><mml:msup><mml:mi>∇</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>≥</mml:mo><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    The function <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\lVert \cdot-y_i\rVert ^\beta]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>⋅</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:msup></mml:math></alternatives></inline-formula>
    is <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[C^1]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msup><mml:mi>C</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msup></mml:math></alternatives></inline-formula>
    for <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\beta>1]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    with gradient <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[0]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>
    at the focus, so <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\phi']]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msup><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup></mml:math></alternatives></inline-formula>
    is continuous across every partition point. The second-derivative
    singularity has order <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[|s-s_0|^{\beta-2}]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    and is locally integrable because <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\beta-2>-1]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mi>−</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
    Integrating the lower bound on the open pieces and summing across
    the crossings therefore gives <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\phi'(s)-\phi'(0)
    \ge
    \lambda_j(V)s\lVert y-x\rVert ^2
    \qquad(0\le s\le1),]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>≥</mml:mo><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    and a second integration yields <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\phi(1)
    \ge
    \phi(0)+\phi'(0)+\frac{\lambda_j(V)}{2}\lVert y-x\rVert ^2.]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    Since <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\phi'(0)=\nabla G_j(x)^\top(y-x)]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>∇</mml:mi><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mi>⊤</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    this is precisely <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[G_j(y)
    \ge
    G_j(x)
    +
    \nabla G_j(x)^\top(y-x)
    +
    \frac{\lambda_j(V)}{2}\lVert y-x\rVert ^2.]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>≥</mml:mo><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>∇</mml:mi><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mi>⊤</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    This argument avoids treating the classical Hessian as a finite
    matrix at <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[t=y_i]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    and proves the inequality only for <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[x,y\in I_j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>∈</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
    Taking <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[V_{ij}=U_{ij}]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>V</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>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    gives <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[M_j(V)=\widetilde M_j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mover><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    and <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\lambda_j(V)=\widetilde\lambda_j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mover><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.</p>
  </sec>
  <sec id="tangent-ball-algebra-and-uniformization">
    <title>Tangent-ball algebra and uniformization</title>
    <p>Let <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[x\in\partial I_j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>∈</mml:mo><mml:mi>∂</mml:mi><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    for a non-singleton <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[I_j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>.
    Strict convexity of <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[G_j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>
    implies that a non-singleton sublevel has nonempty interior. The
    restricted strong-convexity inequality also shows that
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[g_x:=\lVert \nabla G_j(x)\rVert >0]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub><mml:mo>:=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>∇</mml:mi><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>:
    if <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\nabla G_j(x)=0]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>∇</mml:mi><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    applying it to any distinct <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[y\in I_j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>∈</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    would give <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[G_j(y)>G_j(x)=d_j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    a contradiction. Set <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[p_x=\nabla G_j(x)/g_x.]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>∇</mml:mi><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mi>/</mml:mi><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    For <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[y\in I_j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>∈</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    the strong-convexity inequality and <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[G_j(y)\le G_j(x)]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    imply <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[g_x p_x^\top(y-x)+\frac{\lambda_j(V)}{2}\lVert y-x\rVert ^2\le0.]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>⊤</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    Multiplying by <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[2/\lambda_j(V)]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>/</mml:mi><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    and completing the square gives <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\begin{align*}
    \lVert y-x\rVert ^2
    +2\frac{g_x}{\lambda_j(V)}p_x^\top(y-x)
    &\le0,\\
    \lVert y-x+\frac{g_x}{\lambda_j(V)}p_x\rVert ^2
    &\le
    \left(\frac{g_x}{\lambda_j(V)}\right)^2.
    \end{align*}]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd columnalign="right" style="text-align: right; padding-right: 0"><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>⊤</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd columnalign="left" style="text-align: left; padding-left: 0"><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="right" style="text-align: right; padding-right: 0"><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mtd><mml:mtd columnalign="left" style="text-align: left; padding-left: 0"><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">(</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="true" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>.</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></alternatives></disp-formula>
    Thus <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[I_j
    \subset
    B\left(x-\frac{g_x}{\lambda_j(V)}p_x,\frac{g_x}{\lambda_j(V)}\right).]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>⊂</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="true" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    Writing <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[r=g_x/\lambda_j(V)]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub><mml:mi>/</mml:mi><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    and <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[R=M_j(V)/\lambda_j(V)]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mi>/</mml:mi><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    one has <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[r\le R]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
    The centers of <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[B(x-rp_x,r)
    \quad\text{and}\quad
    B(x-Rp_x,R)]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mspace width="1.0em"></mml:mspace><mml:mtext mathvariant="normal">and</mml:mtext><mml:mspace width="1.0em"></mml:mspace><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    are separated by <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[R-r]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    so every point of the first ball lies within
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[(R-r)+r=R]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    of the second center. Hence <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[B(x-rp_x,r)\subseteq B(x-Rp_x,R),]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>⊆</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    which proves the uniformized radius.</p>
    <p>For completeness, the normal-cone identity used in the main text
    follows from the standard convex differentiable sublevel rule. The
    nonempty interior supplies strict feasibility for the sublevel, and
    the boundary gradient is nonzero, so <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[N_{I_j}(x)=\{\tau\nabla G_j(x):\tau\ge0\}.]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">{</mml:mo><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mi>∇</mml:mi><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">}</mml:mo><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
    <p>The exact uniform-radius intersection statement used in the main
    proof follows from metric projection. Let
    <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[R=\frac{M_j(V)}{\lambda_j(V)}]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    and consider the family <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\mathcal B_j
    =
    \{B(x-Rp_x,R):x\in\partial I_j\}.]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="script">ℬ</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">{</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>∈</mml:mo><mml:mi>∂</mml:mi><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">}</mml:mo><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    The tangent-ball calculation above gives
    <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[I_j\subseteq\bigcap_{B\in\mathcal B_j}B.]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>⊆</mml:mo><mml:munder><mml:mo>⋂</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>∈</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="script">ℬ</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:munder><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    Conversely, for <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[z\notin I_j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>∉</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    let <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[x=\Pi_{I_j}(z)]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">Π</mml:mi><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
    Then <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\frac{z-x}{\lVert z-x\rVert }\in N_{I_j}(x),]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>∈</mml:mo><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    and hence equals <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[p_x]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>
    by the normal-cone identity after normalization. The corresponding
    ball belongs to <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\mathcal B_j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi mathvariant="script">ℬ</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>
    but excludes <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[z]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>z</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    because <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\lVert z-(x-Rp_x)\rVert 
    =
    R+\lVert z-x\rVert 
    >
    R.]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    Thus <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[I_j=\bigcap_{B\in\mathcal B_j}B.]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mo>⋂</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>∈</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="script">ℬ</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:munder><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
  </sec>
  <sec id="the-factor-2-radial-lipschitz-estimate">
    <title>The factor-<inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[2]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>
    radial Lipschitz estimate</title>
    <p>Translate the common radial center to the origin. Consider a ball
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[B(a,R)]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    with <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\lVert a\rVert \le R]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    so the origin lies in the ball. A point
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[ru]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    on the positive ray is on the boundary when
    <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\lVert ru-a\rVert ^2=R^2,]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    or <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[r^2-2r(a^\top u)+\lVert a\rVert ^2-R^2=0.]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>⊤</mml:mi></mml:msup><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    The nonnegative exit root is <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[r_a(u)
    =
    a^\top u+\sqrt{(a^\top u)^2+R^2-\lVert a\rVert ^2}.]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>⊤</mml:mi></mml:msup><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>⊤</mml:mi></mml:msup><mml:mi>u</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    Let <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[C=R^2-\lVert a\rVert ^2]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
    For <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[C>0]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    the scalar function <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\psi(s)=s+\sqrt{s^2+C}]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    has derivative <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\psi'(s)=1+\frac{s}{\sqrt{s^2+C}}\in(0,2).]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>ψ</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>s</mml:mi><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mfrac><mml:mo>∈</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    For <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[C=0]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\psi(s)=s+|s|]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    is globally <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[2]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>-Lipschitz.
    Therefore <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[|r_a(u)-r_a(v)|
    \le2|a^\top(u-v)|
    \le2\lVert a\rVert \,\lVert u-v\rVert 
    \le2R\lVert u-v\rVert .]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>⊤</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mspace width="0.167em"></mml:mspace><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    If <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\{f_\xi\}]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">{</mml:mo><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mi>ξ</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    are all <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[K]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>K</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>-Lipschitz,
    let <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[g(u)=\inf_\xi f_\xi(u).]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mi mathvariant="normal">inf</mml:mi><mml:mi>ξ</mml:mi></mml:munder><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mi>ξ</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    For any <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\eta>0]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    choose <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\xi_\eta]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>ξ</mml:mi><mml:mi>η</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>
    such that <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[f_{\xi_\eta}(v)\le g(v)+\eta.]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:msub><mml:mi>ξ</mml:mi><mml:mi>η</mml:mi></mml:msub></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>η</mml:mi><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    Then <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[g(u)-g(v)
    \le
    f_{\xi_\eta}(u)-f_{\xi_\eta}(v)+\eta
    \le
    K\lVert u-v\rVert +\eta.]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:msub><mml:mi>ξ</mml:mi><mml:mi>η</mml:mi></mml:msub></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:msub><mml:mi>ξ</mml:mi><mml:mi>η</mml:mi></mml:msub></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>η</mml:mi><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>η</mml:mi><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    Letting <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\eta\downarrow0]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi><mml:mo>↓</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    and then exchanging <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[u]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>u</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>
    and <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[v]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>v</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>
    gives <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[|g(u)-g(v)|\le K\lVert u-v\rVert .]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    Hence an arbitrary infimum of functions sharing the same Lipschitz
    constant retains that constant. By the exact supporting-ball
    representation established above and in the main proof,
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[R_j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>
    is the infimum of the corresponding
    radius-<inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[R]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>R</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>
    ball radial exits. Applying the preceding Lipschitz bound therefore
    gives <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\operatorname{Lip}(R_j)
    \le2R
    =\frac{2M_j(V)}{\lambda_j(V)}.]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Lip</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    For <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[d_j>0]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    taking <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[V_{ij}=U_{ij}]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>V</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>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    gives the tightened bound <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\operatorname{Lip}(R_j)\le\widetilde\ell_j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Lip</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msub><mml:mover><mml:mi>ℓ</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
    Singleton comparison sets use the separate constant-zero radial
    argument instead.</p>
  </sec>
  <sec id="order-statistic-interval-envelope-and-hausdorff-calculations">
    <title>Order-statistic, interval-envelope, and Hausdorff
    calculations</title>
    <p>Let <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[a,b\in\mathbb R^m]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>∈</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="double-struck">ℝ</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    satisfy <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\lVert a-b\rVert _\infty\le\eta]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:msub><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
    Then <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[a_j\le b_j+\eta]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    for all <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>j</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>.
    If <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[a_{(r)}>b_{(r)}+\eta]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    at least <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[m-r+1]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    coordinates of <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[a]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>a</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>
    would exceed <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[b_{(r)}+\eta]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    forcing the corresponding coordinates of
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[b]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>b</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>
    to exceed <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[b_{(r)}]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    a contradiction. Thus <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[a_{(r)}\le b_{(r)}+\eta]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>;
    exchanging <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[a,b]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    yields <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[|a_{(r)}-b_{(r)}|\le\eta.]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mi>η</mml:mi><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    This proves the <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\ell_\infty]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>ℓ</mml:mi><mml:mi>∞</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>
    stability used for <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[R_\varepsilon]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>ε</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>.</p>
    <p>For the interval envelopes, Lipschitzness and the sampled bounds
    give, for every <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\ell]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>ℓ</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[a_\ell-\widetilde L\lVert u-u_\ell\rVert 
    \le
    R_\varepsilon(u)
    \le
    b_\ell+\widetilde L\lVert u-u_\ell\rVert .]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>ℓ</mml:mi></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:mover><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>ℓ</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>ε</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>ℓ</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mover><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>ℓ</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    Taking the maximum of the lower bounds together with the intrinsic
    constraint <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[R_\varepsilon\ge0]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>ε</mml:mi></mml:msub><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    and the minimum of the upper bounds, gives
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\underline R\le R_\varepsilon\le\overline R]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:munder><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo accent="true">_</mml:mo></mml:munder><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>ε</mml:mi></mml:msub><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mover><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo accent="true">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
    Choosing a nearest sampled direction and splitting according to
    whether <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[a_\ell-\widetilde L\lVert u-u_\ell\rVert]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>ℓ</mml:mi></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:mover><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>ℓ</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    is nonnegative gives <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\overline R(u)-\underline R(u)
    \le\delta+2\widetilde Lh_{\mathcal U},]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo accent="true">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:munder><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo accent="true">_</mml:mo></mml:munder><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mi>δ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mover><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo accent="true">̃</mml:mo></mml:mover><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi mathvariant="script">𝒰</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    as in the main proof.</p>
    <p>Finally, let <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[A]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>A</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>
    and <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[B]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>B</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>
    be same-center radial sets with radial functions
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[R_A\le R_B]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>A</mml:mi></mml:msub><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
    Every <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[x=c+ru\in B]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>∈</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    is within <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\max\{0,r-R_A(u)\}
    \le
    R_B(u)-R_A(u)]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">max</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">{</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>A</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="postfix">}</mml:mo><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>A</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    of the point <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[c+\min\{r,R_A(u)\}u\in A]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">min</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">{</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>A</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="postfix">}</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>∈</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
    Since <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[A\subseteq B]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo>⊆</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    the reverse directed distance is zero, and therefore
    <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[d_H(A,B)
    \le
    \lVert R_B-R_A\rVert _\infty.]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="true" form="prefix">‖</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>A</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="true" form="postfix">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:msub><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    Applying this elementary same-ray bound to
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[(\underline\Gamma,\Gamma^\varepsilon)]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:munder><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mo accent="true">_</mml:mo></mml:munder><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mi>ε</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[(\Gamma^\varepsilon,\overline\Gamma)]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mi>ε</mml:mi></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mo accent="true">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    and <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[(\underline\Gamma,\overline\Gamma)]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:munder><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mo accent="true">_</mml:mo></mml:munder><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mo accent="true">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    gives all three Hausdorff inequalities in
    Corollary <xref alt="3" rid="corU003Aset-certification">3</xref>.</p>
  </sec>
</sec>
<sec id="appU003Anumerical-protocol">
  <title><named-content content-type="header-section-number">D</named-content>
  Numerical Protocol and Reproducibility Details</title>
  <p>This appendix records only the frozen numerical procedures needed
  to make
  Section <xref alt="6" rid="secU003Aempirical_geometry">6</xref>
  operationally inspectable; no numerical study was rerun or redesigned
  for this description.</p>
  <sec id="robust-nonconvexity-witness-diagnostic">
    <title>Robust nonconvexity witness diagnostic</title>
    <p>For each declared reference resolution (phase A, phase B, and the
    full 8,192-direction mesh), let <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[a_i]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>
    be the genuinely accepted lower radial endpoint on direction
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[u_i]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>.
    The witness hull is <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[H_M^{\textrm{in}}=\operatorname{conv}\bigl(\{c\}\cup\{c+a_i u_i\}\bigr).]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi><mml:mtext mathvariant="normal">in</mml:mtext></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">conv</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo minsize="120%" maxsize="120%" stretchy="true" form="prefix">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">{</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">}</mml:mo><mml:mo>∪</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">{</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">}</mml:mo><mml:mo minsize="120%" maxsize="120%" stretchy="true" form="postfix">)</mml:mo><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    Only hull edges joining nonadjacent circular angular samples are
    inspected. For such an edge with endpoints
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[x,y]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    the frozen search first evaluates <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\lambda\in\{1/4,1/2,3/4\}]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo>∈</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>/</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>/</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>/</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    then the systematic grid <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\lambda=j/128]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>/</mml:mi><mml:mn>128</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[j=1,\ldots,127]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>…</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>127</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    and then refines the cell around the smallest or unresolved
    aggregate margin until its <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\lambda]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>λ</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>
    width is at most <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[2^{-20}]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msup><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>−</mml:mi><mml:mn>20</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></alternatives></inline-formula>
    or 20 refinement levels have been reached. If a boundary-near
    endpoint is not robustly accepted, it is moved only inward on its
    original ray as <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[x(\rho)=c+(1-\rho)(x-c)]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    with ascending <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\rho\in\{10^{-12},10^{-11},\ldots,10^{-2},0.02,0.05,0.10\}]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo>∈</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">{</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>−</mml:mi><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>−</mml:mi><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>…</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>−</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0.02</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0.05</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0.10</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>;
    the point <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[z=(1-\lambda)x(\rho_x)+\lambda y(\rho_y)]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    is always recomputed from the backed-off endpoints and is never
    moved independently.</p>
    <p>The aggregate witness margin is <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[M_k=q_{[k]}]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">[</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    where <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[q_j(x)=d_j-G_j(x)]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    and <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[q_{[k]}]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">[</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>
    is the <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[k]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>k</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>th
    largest component margin. In binary64 arithmetic, each component
    quantity <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[q_j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>
    is accompanied by the implementation’s prescribed numerical-error
    bound, and these bounds are propagated through the order statistic
    to lower and upper screening bounds for
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[M_k]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>.
    At baseline
    <monospace>margin_factor</monospace><inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[=1]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    the exact margin screen is <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\tau_q(x)=10^{-10}\max\{1,\max_j[d_j+G_j(x)]\}.]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>−</mml:mi><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">max</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:munder><mml:mi mathvariant="normal">max</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:munder><mml:mo stretchy="false" form="prefix">[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="postfix">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="postfix">}</mml:mo><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    The factor-of-ten replay uses
    <monospace>margin_factor</monospace><inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[=0.1]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
    Binary64 robust acceptance requires the lower
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[M_k]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>
    screening bound to exceed <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\tau_q(x)]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>;
    robust rejection requires the upper bound to be below
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[-\tau_q(x)]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>−</mml:mi><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
    Otherwise the quantities are recomputed with Python standard-library
    <monospace>decimal</monospace> at context precision 90 decimal
    digits (Decimal90). This path reconstructs coordinates with
    <monospace>Decimal.from_float</monospace>, recomputes both
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[d_j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>
    and <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[G_j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    and does not reuse binary64 <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[d_j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>;
    cached <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[d_j]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>
    values are themselves Decimal90 recomputations. Noninteger powered
    distances are evaluated using Decimal
    <monospace>ln</monospace>/<monospace>exp</monospace>. The Decimal90
    aggregate margin is compared against the same stored numeric
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\tau_q]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>
    value converted using <monospace>Decimal.from_float</monospace>:
    above <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\tau_q]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>
    is robust acceptance, below <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[-\tau_q]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>−</mml:mi><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    is robust rejection, and otherwise the result remains unresolved. At
    a given resolution, <monospace>ROBUST_WITNESS</monospace> requires
    two robustly accepted endpoints and a robustly rejected
    convex-combination point <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[z]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>z</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>;
    <monospace>SUGGESTIVE</monospace> means that no robust witness was
    found but at least one prescribed witness candidate remains
    unresolved after the elevated-precision and edge-refinement
    procedure; and <monospace>NONE_DETECTED</monospace> means neither
    condition occurred. The three resolution categories are aggregated
    in a fixed order: <monospace>ROBUST_WITNESS</monospace> ranks above
    <monospace>SUGGESTIVE</monospace>, which ranks above
    <monospace>NONE_DETECTED</monospace>. Every proposed robust witness
    is also subjected to the component/direct radial cross-check; after
    the resolution-wise categories are aggregated, a would-be
    <monospace>ROBUST_WITNESS</monospace> is downgraded to
    <monospace>SUGGESTIVE</monospace> if the component/direct radial
    cross-check raises <monospace>RADIAL_CROSSCHECK_FAILURE</monospace>.
    Thus <monospace>NONE_DETECTED</monospace> means only that no witness
    was found by this finite diagnostic, not that the region is
    convex.</p>
  </sec>
  <sec id="arithmetic-scope-and-radial-termination">
    <title>Arithmetic scope and radial termination</title>
    <p>Common-center inequalities use their own binary64 error screen
    and a Decimal90 retry when unresolved; they do not use the witness
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\tau_q]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>
    threshold. The mathematical reconstruction theorem is deterministic
    conditional on valid directional brackets and verified common-center
    inequalities. The implementation uses explicit numerical screening
    and precision escalation for these conditions; it does not claim a
    general machine-level proof of every IEEE rounding operation or use
    a general outward-rounded interval-arithmetic library.</p>
    <p>Figure <xref alt="2" rid="figU003Aanalytic-certificate">2</xref>
    uses exact sampled analytic radii, <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\delta=0]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.
    In the expanded study the radii are bracketed. At baseline
    <monospace>root_factor</monospace><inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[=1]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    direct radial termination uses <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\texttt{root\_tol}=\max\{10^{-12},10^{-10}\max(1,H_{\textrm{out}})\},
    \qquad
    \delta_N=\max_\ell(b_\ell-a_\ell),]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="monospace">𝚛𝚘𝚘𝚝_𝚝𝚘𝚕</mml:mtext><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">max</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">{</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>−</mml:mi><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>−</mml:mi><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">max</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mtext mathvariant="normal">out</mml:mtext></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="postfix">}</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:msub><mml:mi>δ</mml:mi><mml:mi>N</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mi mathvariant="normal">max</mml:mi><mml:mi>ℓ</mml:mi></mml:munder><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>ℓ</mml:mi></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>ℓ</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    where <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[H_{\textrm{out}}]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mtext mathvariant="normal">out</mml:mtext></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>
    is the common rejected direct outer-bracket radius actually used for
    the solve (after any prescribed bracket expansion), and
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\delta_N]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>δ</mml:mi><mml:mi>N</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>
    is the directional uncertainty used for the envelope. This
    distinguishes numerical bracket widths from exact analytic sampled
    radii; the root finder is unchanged.</p>
  </sec>
  <sec id="smoke-to-production-expansion-gates">
    <title>Smoke-to-production expansion gates</title>
    <p>The 5-cloud-per-cell smoke stage could expand to 20 clouds per
    cell only if all seven frozen gates passed:</p>
    <list list-type="order">
      <list-item>
        <p>no unexplained hard failure remained;</p>
      </list-item>
      <list-item>
        <p>both-start/tight-center and <inline-formula><alternatives>
        <tex-math><![CDATA[L_{\textrm{old}}]]></tex-math>
        <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mtext mathvariant="normal">old</mml:mtext></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>
        stability diagnostics passed;</p>
      </list-item>
      <list-item>
        <p>component/direct radial cross-checks passed;</p>
      </list-item>
      <list-item>
        <p>every envelope satisfied its deterministic bound within
        numerical error;</p>
      </list-item>
      <list-item>
        <p>phase/resolution instability was absent or explicitly
        resolved by a predeclared tighter setting;</p>
      </list-item>
      <list-item>
        <p>the factor-of-ten numerical sensitivity subset was stable;
        and</p>
      </list-item>
      <list-item>
        <p>runtime and storage remained practical.</p>
      </list-item>
    </list>
    <p>Soft flags were reported and did not automatically block
    expansion.</p>
  </sec>
  <sec id="production-seeds-and-no-post-hoc-rule">
    <title>Production seeds and no-post-hoc rule</title>
    <p>The production master seed was 20260828. Cell indices
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[c=0,\ldots,7]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>…</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    follow the frozen order: for <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[m=10]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    and then <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[m=25]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>25</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    the DGP order is isotropic Gaussian, anisotropic Gaussian, symmetric
    mixture, and <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[t_3]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>.
    From <monospace>numpy.random.SeedSequence(20260828)</monospace>,
    replicate <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[r=1,\ldots,20]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>…</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>20</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    in cell <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[c]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>c</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>
    uses child index <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[5c+(r-1)\quad(r\le5),
    \qquad
    40+15c+(r-6)\quad(r\ge6).]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mn>5</mml:mn><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mspace width="1.0em"></mml:mspace><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="2.0em"></mml:mspace><mml:mn>40</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>15</mml:mn><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mspace width="1.0em"></mml:mspace><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    This preserves the original five smoke clouds per cell and adds 15
    new clouds per cell. Once production began, tolerances, seed
    mapping, clouds, DGPs, the <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\beta/q_{\textrm{vote}}]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mi>/</mml:mi><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mtext mathvariant="normal">vote</mml:mtext></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    grid, witness search, and grid resolution were not changed, except
    for the pre-authorized automatic 16,384-direction fallback described
    next; difficult clouds were retained rather than rerun under altered
    settings.</p>
  </sec>
  <sec id="radial-gap-fallback-and-resolution-check">
    <title>Radial-gap fallback and resolution check</title>
    <p>Let <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\widehat\Delta_A]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mover><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi><mml:mo accent="true">̂</mml:mo></mml:mover><mml:mi>A</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\widehat\Delta_B]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mover><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi><mml:mo accent="true">̂</mml:mo></mml:mover><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    and <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\widehat\Delta_{8192}]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mover><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi><mml:mo accent="true">̂</mml:mo></mml:mover><mml:mn>8192</mml:mn></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>
    denote the mesh-based radial convexification-gap approximations from
    the two interlaced 4,096-direction submeshes and the full
    8,192-direction mesh. At the baseline setting,
    <monospace>mesh_tol</monospace><inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[=10^{-4}]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>−</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    and the normalized stability discrepancy is exactly
    <disp-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\frac{\max\bigl\{|\widehat\Delta_A-\widehat\Delta_{8192}|,
    |\widehat\Delta_B-\widehat\Delta_{8192}|\bigr\}}{r_{\textrm{eq}}}.]]></tex-math>
    <mml:math display="block" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">max</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo minsize="120%" maxsize="120%" stretchy="true" form="prefix">{</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo><mml:msub><mml:mover><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi><mml:mo accent="true">̂</mml:mo></mml:mover><mml:mi>A</mml:mi></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mover><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi><mml:mo accent="true">̂</mml:mo></mml:mover><mml:mn>8192</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo><mml:msub><mml:mover><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi><mml:mo accent="true">̂</mml:mo></mml:mover><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mover><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi><mml:mo accent="true">̂</mml:mo></mml:mover><mml:mn>8192</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo><mml:mo minsize="120%" maxsize="120%" stretchy="true" form="postfix">}</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mtext mathvariant="normal">eq</mml:mtext></mml:msub></mml:mfrac><mml:mi>.</mml:mi></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
    If this quantity exceeds <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[10^{-4}]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>−</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    the analysis receives
    <monospace>RADIAL_GAP_MESH_UNSTABLE</monospace> and automatically
    triggers the nested 16,384-direction refinement. The subsequent
    normalized discrepancy <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[|\widehat\Delta_{16384}-\widehat\Delta_{8192}|/r_{\textrm{eq}}]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo><mml:msub><mml:mover><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi><mml:mo accent="true">̂</mml:mo></mml:mover><mml:mn>16384</mml:mn></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mover><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi><mml:mo accent="true">̂</mml:mo></mml:mover><mml:mn>8192</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="prefix">|</mml:mo><mml:mi>/</mml:mi><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mtext mathvariant="normal">eq</mml:mtext></mml:msub></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    is again compared with <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[10^{-4}]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>−</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></alternatives></inline-formula>;
    if it still exceeds that threshold,
    <monospace>RADIAL_GAP_REFINEMENT_UNRESOLVED</monospace> is recorded.
    In the expanded study exactly three analyses triggered the fallback
    and zero refinements remained unresolved.</p>
  </sec>
  <sec id="lean-claim-map-and-scope">
    <title>Lean claim map and scope</title>
    <p>Table <xref alt="3" rid="tabU003Ar1-lean">3</xref> reproduces the
    existing <monospace>lean/CLAIM_MAP.md</monospace> entries. The
    frozen toolchain is Lean 4.19.0 and mathlib v4.19.0, resolved commit
    <monospace>c44e0c8ee63ca166450922a373c7409c5d26b00b</monospace>.
    This is not whole-paper formal verification: Section 5 multivariate
    regularity/certification, adaptive partitions, and
    exchangeability/coverage are not verified by this development.</p>
    <table-wrap>
      <caption>
        <p>Verbatim selected-claim map, with source files in the frozen
        Lean project.</p>
      </caption>
      <table id="tabU003Ar1-lean">
        <colgroup>
          <col width="27%" />
          <col width="65%" />
        </colgroup>
        <thead>
          <tr>
            <th align="left">Manuscript result</th>
            <th align="left">Lean declaration(s)</th>
          </tr>
        </thead>
        <tbody>
          <tr>
            <td align="left">Convex candidate score does not force
            connected accepted set</td>
            <td align="left"><monospace>counterexample_candidateScore_convex</monospace>,
            <monospace>counterexample_acceptedSet_eq_two_rays</monospace>,
            <monospace>counterexample_acceptedSet_not_ordConnected</monospace>
            in
            <monospace>FullCPGeometry/Counterexample.lean</monospace></td>
          </tr>
          <tr>
            <td align="left">Leave-one-out energy score difference and
            sublevel comparison</td>
            <td align="left"><monospace>energyScore_training_sub_candidate</monospace>,
            <monospace>energyScore_training_sub_candidate_real</monospace>,
            <monospace>comparisonSet_eq_energySublevel</monospace> in
            <monospace>FullCPGeometry/EnergyIdentity.lean</monospace></td>
          </tr>
          <tr>
            <td align="left">Common comparison center</td>
            <td align="left"><monospace>energyComparisonSet_commonCenter</monospace>,
            <monospace>energyFullCP_commonCenter</monospace> in
            <monospace>FullCPGeometry/CommonCenter.lean</monospace></td>
          </tr>
          <tr>
            <td align="left">Strict full-conformal vote threshold and
            star-shaped aggregate</td>
            <td align="left"><monospace>mem_acceptedSet_iff_voteThreshold</monospace>,
            <monospace>acceptedSet_eq_voteSuperlevelSet</monospace>,
            <monospace>energyFullCP_commonCenter_starConvex</monospace>
            in
            <monospace>FullCPGeometry/CommonCenter.lean</monospace></td>
          </tr>
          <tr>
            <td align="left">Fixed-bin empirical-CRPS exact interval and
            endpoint cases</td>
            <td align="left"><monospace>completeMedianSet_eq_Icc</monospace>,
            <monospace>empiricalCRPS_fullCP_exactInterval</monospace>,
            <monospace>empiricalCRPS_fullCP_isCompact</monospace>,
            <monospace>empiricalCRPS_fullCP_eq_Icc</monospace>,
            <monospace>empiricalCRPS_fullCP_one_eq_univ</monospace> in
            <monospace>FullCPGeometry/UnivariateCRPS.lean</monospace></td>
          </tr>
        </tbody>
      </table>
    </table-wrap>
  </sec>
</sec>
<sec id="data-and-code-availability" sec-type="data-availability">
  <title>Data and code availability</title>
  <p>The revised reproducibility artifact is
  <monospace>JRS_REPRO_PACKAGE_R1.zip</monospace>. From its extracted
  package directory, the full command is
  <monospace>python reproduce.py</monospace>; quick validation is
  <monospace>python reproduce.py --quick</monospace>. The successfully
  tested reproduction environment is Python 3.9.6, NumPy 2.0.2, pandas
  2.3.3, Matplotlib 3.9.4, on macOS 26.4 arm64. This describes the
  successfully tested reproduction environment, not the historical
  production environment.</p>
  <p>Determinism is fixed by master seed 20260828, the fixed
  <monospace>numpy.random.SeedSequence</monospace> child mapping in this
  appendix, all 160 exact analyzed synthetic clouds included in the
  artifact (retaining the original 40 smoke clouds), and frozen
  production thresholds/configuration. A clean full reproduction from a
  fresh extraction completed successfully on 30 September 2026 in
  4,053.986 seconds. The revised artifact preserves the scientific
  numerical pipeline; its presentation and post-review derived-analysis
  additions were validated separately, and quick validation passed. No
  new full 160-cloud production rerun was performed.</p>
  <p>The full entry point reconstructs an equivalent analytic rendering
  of Figure <xref alt="2" rid="figU003Aanalytic-certificate">2</xref>
  from the frozen formulas/specification and regenerates
  Figures <xref alt="3" rid="figU003Aempirical_certificate">3</xref>–<xref alt="4" rid="figU003Aempirical_nonconvexity">4</xref>
  from the frozen empirical outputs, with the accessibility presentation
  layer applied. The original historical analytic drawing script was not
  recovered; the supplied Figure-2 plotting script is explicitly
  reproduction-only tooling. Canonical Stage B2/B3 scientific sources,
  raw clouds, original reference CSVs and manifests, and Lean
  source/toolchain are preserved; historical Figure 4 is retained in
  provenance. Lean remains a separate route:
  <monospace>cd lean</monospace> followed by
  <monospace>lake build</monospace>.</p>
</sec>
<sec id="declaration-of-generative-ai-and-ai-assisted-technologies-in-the-manuscript-preparation-process">
  <title>Declaration of generative AI and AI-assisted technologies in
  the manuscript preparation process</title>
  <p>During the preparation of this work, the author used OpenAI ChatGPT
  (GPT-5.6 Sol) for language polishing and OpenAI Codex (GPT-5.6 Sol,
  High reasoning setting) for LaTeX preparation. After using these
  tools, the author reviewed and edited the content as needed and takes
  full responsibility for the content of the publication.</p>
  <sec id="ai-assisted-research-and-computational-workflow">
    <title>AI-assisted research and computational workflow</title>
    <p>OpenAI ChatGPT using GPT-5.6 Sol assisted with mathematical
    derivations and mathematical checking. OpenAI Codex using GPT-5.6
    Sol with the High reasoning setting assisted with code development,
    implementation of the numerical experiments, and Lean formalization.
    The author reviewed the mathematical claims, numerical results,
    computational outputs, and formalization artifacts used in the
    article and takes full responsibility for the work. No AI system was
    treated as an authority for mathematical correctness. No
    generative-AI image tool was used to create or alter the final
    figures. No AI system generated or recommended the references used
    in the article.</p>
  </sec>
</sec>
<sec id="competing-interests-and-funding">
  <title>Competing interests and funding</title>
  <p>The author declares no competing interests. This research received
  no funding.</p>
</sec>
</body>
<back><ref-list><ref id="ref1"><element-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Arnau</surname><given-names>Roger</given-names></name><name><surname>Calabuig</surname><given-names>J. M.</given-names></name><name><surname>Erdoğan</surname><given-names>Ezgi</given-names></name><name><surname>Sánchez Pérez</surname><given-names>Enrique A.</given-names></name></person-group><article-title>Extension procedures for lattice Lipschitz operators on Euclidean spaces</article-title><source>Revista de la Real Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Serie A. Matemáticas</source><year>2023</year><volume>117</volume><issue>2</issue><publisher-name>Springer Science and Business Media LLC</publisher-name><pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s13398-023-01402-0</pub-id></element-citation></ref><ref id="ref2"><element-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Balashov</surname><given-names>Maxim V.</given-names></name><name><surname>Golubev</surname><given-names>Maxim O.</given-names></name></person-group><article-title>About the Lipschitz property of the metric projection in the Hilbert space</article-title><source>Journal of Mathematical Analysis and Applications</source><year>2012</year><volume>394</volume><issue>2</issue><fpage>545</fpage><lpage>551</lpage><publisher-name>Elsevier BV</publisher-name><pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jmaa.2012.05.024</pub-id></element-citation></ref><ref id="ref3"><element-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Bhattacharya</surname><given-names>Anup</given-names></name><name><surname>Freund</surname><given-names>Yoav</given-names></name><name><surname>Jaiswal</surname><given-names>Ragesh</given-names></name></person-group><article-title>On the k-means/median cost function</article-title><source>Information Processing Letters</source><year>2022</year><volume>177</volume><fpage>106252</fpage><publisher-name>Elsevier BV</publisher-name><pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.ipl.2022.106252</pub-id></element-citation></ref><ref id="ref4"><element-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Diquigiovanni</surname><given-names>Jacopo</given-names></name><name><surname>Fontana</surname><given-names>Matteo</given-names></name><name><surname>Vantini</surname><given-names>Simone</given-names></name></person-group><article-title>Conformal prediction bands for multivariate functional data</article-title><source>Journal of Multivariate Analysis</source><year>2022</year><volume>189</volume><fpage>104879</fpage><publisher-name>Elsevier BV</publisher-name><pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jmva.2021.104879</pub-id></element-citation></ref><ref id="ref5"><element-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Gan</surname><given-names>Feichen</given-names></name><name><surname>Liu</surname><given-names>Yukun</given-names></name></person-group><article-title>Conformal prediction for multivariate responses with Euclidean likelihood</article-title><source>Journal of Multivariate Analysis</source><year>2025</year><volume>210</volume><fpage>105494</fpage><publisher-name>Elsevier BV</publisher-name><pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jmva.2025.105494</pub-id></element-citation></ref><ref id="ref6"><element-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Gneiting</surname><given-names>Tilmann</given-names></name><name><surname>Raftery</surname><given-names>Adrian E</given-names></name></person-group><article-title>Strictly Proper Scoring Rules, Prediction, and Estimation</article-title><source>Journal of the American Statistical Association</source><year>2007</year><volume>102</volume><issue>477</issue><fpage>359</fpage><lpage>378</lpage><publisher-name>Informa UK Limited</publisher-name><pub-id pub-id-type="doi">10.1198/016214506000001437</pub-id></element-citation></ref><ref id="ref7"><mixed-citation>Johnstone, C., &amp; Ndiaye, E. (2025). Exact and approximate conformal inference for multi-output regression. Proceedings of the Fourteenth Symposium on Conformal and Probabilistic Prediction with Applications, Proceedings of Machine Learning Research, 266, 153–172.</mixed-citation></ref><ref id="ref8"><element-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Lei</surname><given-names>Jing</given-names></name><name><surname>G’Sell</surname><given-names>Max</given-names></name><name><surname>Rinaldo</surname><given-names>Alessandro</given-names></name><name><surname>Tibshirani</surname><given-names>Ryan J.</given-names></name><name><surname>Wasserman</surname><given-names>Larry</given-names></name></person-group><article-title>Distribution-Free Predictive Inference for Regression</article-title><source>Journal of the American Statistical Association</source><year>2018</year><volume>113</volume><issue>523</issue><fpage>1094</fpage><lpage>1111</lpage><publisher-name>Informa UK Limited</publisher-name><pub-id pub-id-type="doi">10.1080/01621459.2017.1307116</pub-id></element-citation></ref><ref id="ref9"><element-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Ndiaye</surname><given-names>Eugene</given-names></name><name><surname>Takeuchi</surname><given-names>Ichiro</given-names></name></person-group><article-title>Root-finding approaches for computing conformal prediction set</article-title><source>Machine Learning</source><year>2023</year><volume>112</volume><issue>1</issue><fpage>151</fpage><lpage>176</lpage><publisher-name>Springer Science and Business Media LLC</publisher-name><pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s10994-022-06233-5</pub-id></element-citation></ref><ref id="ref10"><mixed-citation>Razafindrakoto, D. L., Celisse, A., &amp; Lacaille, J. (2026a). Approximate full-conformal multi-task regression with reproducing kernels. https://arxiv.org/abs/2607.00645</mixed-citation></ref><ref id="ref11"><mixed-citation>Razafindrakoto, D. L., Celisse, A., &amp; Lacaille, J. (2026b). Approximate full-conformal prediction in an RKHS. https://arxiv.org/abs/2601.13102</mixed-citation></ref><ref id="ref12"><mixed-citation>Shafer, G., &amp; Vovk, V. (2008). A tutorial on conformal prediction. Journal of Machine Learning Research, 9(12), 371–421.</mixed-citation></ref><ref id="ref13"><mixed-citation>Toccaceli, P. (2026). CRPS-optimal binning for univariate conformal regression. https://arxiv.org/abs/2603.22000</mixed-citation></ref><ref id="ref14"><mixed-citation>Vovk, V., Gammerman, A., &amp; Shafer, G. (2005). Algorithmic learning in a random world. Springer. https://doi.org/10.1007/b106715</mixed-citation></ref></ref-list>
<ref-list>
  <title>References</title>
  <ref id="ref-arnau_calabuig_erdogan_sanchezperez_2023">
    <mixed-citation>Arnau, R., Calabuig, J. M., Erdoğan, E., &amp;
    Sánchez Pérez, E. A. (2023). Extension procedures for lattice
    Lipschitz operators on Euclidean spaces. <italic>Revista de La Real
    Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Serie A.
    Matemáticas</italic>, <italic>117</italic>, 76.
    <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1007/s13398-023-01402-0">https://doi.org/10.1007/s13398-023-01402-0</ext-link></mixed-citation>
  </ref>
  <ref id="ref-balashov_golubev_2012_projection">
    <mixed-citation>Balashov, M. V., &amp; Golubev, M. O. (2012). About
    the Lipschitz property of the metric projection in the Hilbert
    space. <italic>Journal of Mathematical Analysis and
    Applications</italic>, <italic>394</italic>(2), 545–551.
    <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.jmaa.2012.05.024">https://doi.org/10.1016/j.jmaa.2012.05.024</ext-link></mixed-citation>
  </ref>
  <ref id="ref-bhattacharya_freund_jaiswal_2022_kmeans">
    <mixed-citation>Bhattacharya, A., Freund, Y., &amp; Jaiswal, R.
    (2022). On the k-means/median cost function. <italic>Information
    Processing Letters</italic>, <italic>177</italic>, 106252.
    <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.ipl.2022.106252">https://doi.org/10.1016/j.ipl.2022.106252</ext-link></mixed-citation>
  </ref>
  <ref id="ref-diquigiovanni_fontana_vantini_2022">
    <mixed-citation>Diquigiovanni, J., Fontana, M., &amp; Vantini, S.
    (2022). Conformal prediction bands for multivariate functional data.
    <italic>Journal of Multivariate Analysis</italic>,
    <italic>189</italic>, 104879.
    <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.jmva.2021.104879">https://doi.org/10.1016/j.jmva.2021.104879</ext-link></mixed-citation>
  </ref>
  <ref id="ref-gan_liu_2025">
    <mixed-citation>Gan, F., &amp; Liu, Y. (2025). Conformal prediction
    for multivariate responses with Euclidean likelihood.
    <italic>Journal of Multivariate Analysis</italic>,
    <italic>210</italic>, 105494.
    <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.jmva.2025.105494">https://doi.org/10.1016/j.jmva.2025.105494</ext-link></mixed-citation>
  </ref>
  <ref id="ref-gneiting_raftery_2007_scoring">
    <mixed-citation>Gneiting, T., &amp; Raftery, A. E. (2007). Strictly
    proper scoring rules, prediction, and estimation. <italic>Journal of
    the American Statistical Association</italic>,
    <italic>102</italic>(477), 359–378.
    <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1198/016214506000001437">https://doi.org/10.1198/016214506000001437</ext-link></mixed-citation>
  </ref>
  <ref id="ref-johnstone_ndiaye_2025_multioutput">
    <mixed-citation>Johnstone, C., &amp; Ndiaye, E. (2025). Exact and
    approximate conformal inference for multi-output regression.
    <italic>Proceedings of the Fourteenth Symposium on Conformal and
    Probabilistic Prediction with Applications, Proceedings of Machine
    Learning Research</italic>, <italic>266</italic>,
    153–172.</mixed-citation>
  </ref>
  <ref id="ref-lei_gsell_rinaldo_tibshirani_wasserman_2018">
    <mixed-citation>Lei, J., G’Sell, M., Rinaldo, A., Tibshirani, R. J.,
    &amp; Wasserman, L. (2018). Distribution-free predictive inference
    for regression. <italic>Journal of the American Statistical
    Association</italic>, <italic>113</italic>(523), 1094–1111.
    <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1080/01621459.2017.1307116">https://doi.org/10.1080/01621459.2017.1307116</ext-link></mixed-citation>
  </ref>
  <ref id="ref-ndiaye_takeuchi_2023_rootfinding">
    <mixed-citation>Ndiaye, E., &amp; Takeuchi, I. (2023). Root-finding
    approaches for computing conformal prediction set. <italic>Machine
    Learning</italic>, <italic>112</italic>(1), 151–176.
    <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1007/s10994-022-06233-5">https://doi.org/10.1007/s10994-022-06233-5</ext-link></mixed-citation>
  </ref>
  <ref id="ref-razafindrakoto_celisse_lacaille_2026b">
    <mixed-citation>Razafindrakoto, D. L., Celisse, A., &amp; Lacaille,
    J. (2026a). <italic>Approximate full-conformal multi-task regression
    with reproducing kernels</italic>.
    <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://arxiv.org/abs/2607.00645">https://arxiv.org/abs/2607.00645</ext-link></mixed-citation>
  </ref>
  <ref id="ref-razafindrakoto_celisse_lacaille_2026a">
    <mixed-citation>Razafindrakoto, D. L., Celisse, A., &amp; Lacaille,
    J. (2026b). <italic>Approximate full-conformal prediction in an
    RKHS</italic>.
    <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://arxiv.org/abs/2601.13102">https://arxiv.org/abs/2601.13102</ext-link></mixed-citation>
  </ref>
  <ref id="ref-shafer_vovk_2008_tutorial">
    <mixed-citation>Shafer, G., &amp; Vovk, V. (2008). A tutorial on
    conformal prediction. <italic>Journal of Machine Learning
    Research</italic>, <italic>9</italic>(12), 371–421.</mixed-citation>
  </ref>
  <ref id="ref-toccaceli_2026_crps">
    <mixed-citation>Toccaceli, P. (2026). <italic>CRPS-optimal binning
    for univariate conformal regression</italic>.
    <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://arxiv.org/abs/2603.22000">https://arxiv.org/abs/2603.22000</ext-link></mixed-citation>
  </ref>
  <ref id="ref-vovk_gammerman_shafer_2005_alrw">
    <mixed-citation>Vovk, V., Gammerman, A., &amp; Shafer, G. (2005).
    <italic>Algorithmic learning in a random world</italic>. Springer.
    <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1007/b106715">https://doi.org/10.1007/b106715</ext-link></mixed-citation>
  </ref>
</ref-list>
<fn-group>
  <fn id="fn1">
    <label>1</label><p>The four designs were: (i)
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\mathcal N(0,I_2)]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">𝒩</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>;
    (ii) <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\mathcal N(0,\Sigma)]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">𝒩</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    with <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\Sigma=Q\operatorname{diag}(1.8,0.2)Q^\top]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">diag</mml:mi><mml:mo>&#8289;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mn>1.8</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0.2</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>⊤</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    and <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[Q]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>Q</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>
    a rotation by <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\pi/6]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>π</mml:mi><mml:mi>/</mml:mi><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>;
    (iii) the equal mixture of <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\mathcal N(+1.25e_1,0.6^2I_2)]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">𝒩</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>+</mml:mi><mml:mn>1.25</mml:mn><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mn>0.6</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    and <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\mathcal N(-1.25e_1,0.6^2I_2)]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">𝒩</mml:mi><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:mi>−</mml:mi><mml:mn>1.25</mml:mn><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mn>0.6</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    whose unscaled covariance trace is <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[1.25^2+2(0.6^2)=2.2825]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msup><mml:mn>1.25</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false" form="prefix">(</mml:mo><mml:msup><mml:mn>0.6</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false" form="postfix">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2.2825</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>,
    followed by multiplication of the complete draw by
    <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[\sqrt{2/2.2825}=0.936072754401818]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>/</mml:mi><mml:mn>2.2825</mml:mn></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.936072754401818</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>
    to give trace <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[2]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>;
    and (iv) an isotropic bivariate <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[t_3]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>
    distribution with scale matrix <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[I_2/3]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>/</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>.</p>
  </fn>
  <fn id="fn2">
    <label>2</label><p>The frozen implementation label for this quantity
    was <inline-formula><alternatives>
    <tex-math><![CDATA[L_{\mathrm{sec,all,phaseA}}^{-}]]></tex-math>
    <mml:math display="inline" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">a</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">l</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">p</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">h</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">a</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:msubsup></mml:math></alternatives></inline-formula>.</p>
  </fn>
</fn-group>
</back>
</article>
