1 Introduction

The fixed point theory has significant applications in numerous branches of pure and applied mathematics, as it offers many considerable tools to find fixed points. The theory has remarkable implications since it provides a criterion for the existence of solutions for many differential and integral equations. The famous Banach contraction principle (BCP) [4] was established on metric spaces by Stephan Banach in 1922. Two directions for constructing new fixed point results use a more generalized space or modifying the contraction inequality. BCP is extended and modified in many directions in numerous ways. For example, the authors of [2, 9] considered Kannan-type contractions to prove certain fixed point results, and in [3, 17] the underlined space is changed.

It is worth mentioning that many authors used F-contractions to extend many existing results. In 2015, an F-contraction was extended in terms of nonlinear F-contractions by Klim and Wardowski [11]. The authors extended the notion of F-contractive mappings to the case of nonlinear F-contractions and proved a fixed point theorem via the dynamic processes. Following this, Wardowski [19] introduced nonlinear F-contractions by omitting one of the conditions on the F-mappings. In another paper by Wardowski [20], we can find some theorems concerning the existence of fixed points of nonlinear F-contractions and the sum of mappings of this type with a compact operator.

In 1989, the concept of a b-metric space (BMS) was given by Bakhtin [3]. It was further incorporated by Czerwick [8] to develop certain fixed point results endowed by this space. Kamran et al. [17] paved a new pathway using a function \(p:\xi \times \xi \longrightarrow [1,\infty )\) and weakened the triangle inequality of a b-metric space. In this perspective, Mlaiki et al. [12] made another advancement by generalizing the notion of an extended b-metric space and declaring it a controlled metric-type space.

A data dependence problem is to estimate the distance between the sets of fixed points of two mappings. This idea is only meaningful if we are sure that there are nonempty fixed point sets of these two operators. The data dependence problem mostly deals with set-valued mappings since multivalued mappings often have larger fixed point sets than single-valued mappings. In 2021, Iqbal et al. [10] discussed data dependence, the existence of fixed points, strict fixed points, and the well-posedness of some multivalued generalized contractions in the setting of complete metric spaces using auxiliary functions. In the present paper, we extend the results of Iqbal et al. [10] by utilizing the controlled metric platform.

2 Preliminaries

This section is devoted to refreshing some of the crucial concepts. Let \((\xi , d)\) be a metric space (MS), and let \(P(\xi )\) contain all subsets of ξ. We denote by \(\mathit{CL}(\xi ) \), \(\mathit{CB}(\xi )\), and \(\mathit{K}(\xi )\) the sets of nonempty closed subsets of ξ, nonempty closed bounded subsets of ξ, and nonempty compact subsets of ξ, respectively.

Let \(\Omega \colon \xi \longrightarrow P(\xi )\) be a multivalued mapping (MVP). An element \(\mathsf{\varrho} \in \xi \) such that \(\mathsf{\varrho} \in \Omega \mathsf{\varrho} \) is called a fixed point of Ω. The set of all fixed points of Ω is denoted by FixΩ. An element \(\bar{\mathsf{\varrho}} \in \xi \) such that \(\lbrace \bar{\mathsf{\varrho}} \rbrace = \Omega \mathsf{\varrho} \) is called a strict fixed point of Ω. The set of strict fixed points is denoted \(\mathsf{S}\operatorname{Fix}\Omega \).

Definition 2.1

[12] Consider a nonempty set ξ and a function \(\mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}} :\xi \times \xi \longrightarrow [1, \infty ) \). The mapping \(d : \xi \times \xi \longrightarrow [0,\infty ) \) is said to be a CMS if for all \(\mathsf{\varrho}_{\mathfrak{1}}, \mathsf{\varrho}_{\mathfrak{2}},\mathsf{\varrho}_{\mathfrak{3}} \in \xi \),

\((i)\):

\(d(\mathsf{\varrho}_{\mathfrak{1}} , \mathsf{\varrho}_{\mathfrak{2}})= 0 \ \Leftrightarrow \ \mathsf{\varrho}_{\mathfrak{1}} = \mathsf{\varrho}_{\mathfrak{2}} \);

\((ii)\):

\(d(\mathsf{\varrho}_{\mathfrak{1}} ,\mathsf{\varrho}_{\mathfrak{2}} ) = d( \mathsf{\varrho}_{\mathfrak{2}},\mathsf{\varrho}_{\mathfrak{1}} ) \);

\((iii)\):

\(d(\mathsf{\varrho}_{\mathfrak{1}} ,\mathsf{\varrho}_{\mathfrak{2}} ) \leq \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}} (\mathsf{\varrho}_{\mathfrak{1}} , \mathsf{\varrho}_{\mathfrak{3}}) d( \mathsf{\varrho}_{\mathfrak{1}} , \mathsf{\varrho}_{\mathfrak{3}} ) + \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}} ( \mathsf{\varrho}_{\mathfrak{3}},\mathsf{\varrho}_{\mathfrak{2}} ) d( \mathsf{\varrho}_{\mathfrak{3}},\mathsf{\varrho}_{\mathfrak{2}}) \).

The pair \((\xi ,d,\mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}})\) is called a CMS.

Berinde and Pacurar [5] defined the Hausdorff distance as follows. Let \(\mathfrak{\mathsf{X}} , \mathfrak{\mathsf{Y}} \in \mathit{CB}(\xi )\). The mapping \(H : \mathit{CB}(\xi ) \times \mathit{CB}(\xi ) \longrightarrow [0, \infty ) \) defined by

$$ H (\mathfrak{\mathsf{X}} , \mathfrak{\mathsf{Y}}) = \max \Bigl\lbrace \sup _{\mathsf{\varrho} \in \mathfrak{\mathsf{X}} } D ( \mathsf{\varrho} , \mathfrak{\mathsf{Y}} ) , \sup _{ \bar{\mathsf{\varrho}} \in \mathfrak{\mathsf{Y}} } D ( \bar{\mathsf{\varrho}} , \mathfrak{\mathsf{X}} ) \Bigr\rbrace $$

is called a Pompei–Hausdorff metric space, where \(D ( \mathsf{\varrho} , \mathfrak{\mathsf{Y}} ) =\inf \lbrace d (\mathsf{\varrho} , \bar{\mathsf{\varrho}}) : \bar{\mathsf{\varrho}} \in \mathfrak{\mathsf{Y}} \rbrace \).

Following definition is due to Wardowski [19]. Let \(F:(0,\infty )\longrightarrow \mathbb{R}\) satisfy the following conditions:

\((\mathbb{F}\mathsf{1})\):

F is strictly increasing;

\((\mathbb{F}\mathsf{2})\):

For all sequences \(\lbrace \Psi _{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}\rbrace \subseteq (0, \infty )\), \(\lim_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}} \longrightarrow \infty}\Psi _{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}=0\) iff \(\lim_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}\longrightarrow \infty}F({\Psi _{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}})=-\infty \);

\((\mathbb{F}\mathsf{3})\):

There exists \(\mathsf{k} \in (0,1)\) such that \(\lim_{\Psi \longrightarrow 0^{+}}\Psi ^{\mathsf{k}}F( \Psi )=0\).

Let us denote by \(\Delta (\mathbb{F}) \) the set of all functions F that satisfy \((\mathbb{F}\mathsf{1}) \), \((\mathbb{F}\mathsf{2})\), and \((\mathbb{F}\mathsf{3})\), Also, assume that

$$ \Delta (O * ) = \bigl\lbrace F \in \Delta (\mathbb{F}) : ( \mathbb{F}\mathsf{4}) \text{ holds for } F \bigr\rbrace , $$

where

\((\mathbb{F}\mathsf{4})\):

\(F(\inf \mathfrak{\mathsf{X}})=\inf F(\mathfrak{\mathsf{X}})\) for all \(\mathfrak{\mathsf{X}} \subset (0, \infty )\) such that \(\inf \mathfrak{\mathsf{X}} >0\).

Turinici [18] replaced \((\mathbb{F}\mathsf{2})\) by

\((\mathbb{F}\mathsf{2}')\):

\(\lim_{\mathsf{t} \longrightarrow 0^{+}} F(\mathsf{t}) = - \infty \).

Denote by \(\Delta ( \mathsf{0} * )\) the set of functions F that satisfy \((\mathbb{F}\mathsf{1}) \), \((\mathbb{F}\mathsf{2}')\), \((\mathbb{F} \mathsf{3})\), and \((\mathbb{F}\mathsf{4})\), A mapping \(\Omega : \xi \longrightarrow CB(\xi )\) is called a multivalued F-contraction if there exist \(\upsilon >0\) and \(F\in \Delta (\mathbb{F}) \) such that for all \(\mathsf{\varrho},\bar{\mathsf{\varrho}}\in \xi \), \(H(\Omega \mathsf{\varrho}, \Omega \bar{\mathsf{\varrho}})>0\) implies \(\upsilon +F(H(\Omega \mathsf{\varrho},\Omega \bar{\mathsf{\varrho}})) \leq F(d(\mathsf{\varrho},\bar{\mathsf{\varrho}}))\) [1].

Definition 2.2

[13] A mapping \(\Omega :\xi \longrightarrow \xi \) is called an \((\mathsf{\alpha},F)\)-contraction (or a nonlinear F-contraction) if there exist \(F\in \Delta (\mathbb{F}) \) and a function \(\Xi :(0,\infty )\longrightarrow (0,\infty )\) that fulfill the following conditions:

\((H_{1})\):

\(\lim \inf_{s\longrightarrow \Psi ^{+}}\Xi (s)>0\) for all \(\Psi >0\);

\((H_{2})\):

\(\Xi (d(\mathsf{\varrho},\bar{\mathsf{\varrho}}))+F(d(\Omega \mathsf{\varrho},\Omega \bar{\mathsf{\varrho}}))\leq F(d( \mathsf{\varrho},\bar{\mathsf{\varrho}}))\) for all ϱ, \(\bar{\mathsf{\varrho}}\in \xi \) such that \(\Omega \mathsf{\varrho}\neq \Omega \bar{\mathsf{\varrho}}\).

Definition 2.3

[10] By Φ we denote the set of functions \(\chi :(0, \infty )\longrightarrow (0,\infty )\) such that

$$ \lim_{s\longrightarrow \Psi ^{+}}\inf \chi (s)>0 \quad \text{for all } \Psi \geq 0. $$

3 Main results

The following definitions are indispensable before proving the main result.

Definition 3.1

By \(\mathcal{P}\) we denote the set of all continuous mappings \(\rho :[0,\infty )^{5}\longrightarrow [0,\infty )\) that satisfy the following conditions:

  1. (i)

    \(\rho (1,1,1,\zeta +\eta ,0)\in (0,1]\) for \(\zeta ,\eta \geq 1\),

  2. (ii)

    ρ is subhomogeneous, that is, for all \((\varrho _{1},\mathsf{\varrho}_{2},\mathsf{\varrho}_{3}, \mathsf{\varrho}_{4},\mathsf{\varrho}_{5})\in (0,\infty ]^{5}\) and \(\lambda \geq 0\), we have \(\rho (\lambda \mathsf{\varrho}_{1},\lambda \mathsf{\varrho}_{2}, \lambda \mathsf{\varrho}_{3},\lambda \mathsf{\varrho}_{4},\lambda \mathsf{\varrho}_{5})\leq \lambda \rho (\mathsf{\varrho}_{1}, \mathsf{\varrho}_{2},\mathsf{\varrho}_{3},\mathsf{\varrho}_{4}, \mathsf{\varrho}_{5}) \),

  3. (iii)

    ρ is a nondecreasing function, i.e., for \(\mathsf{\varrho}_{i},\bar{\mathsf{\varrho}}_{i} \in \mathbb{R}^{+} \mathsf{\varrho}_{i}\) such that \(\leq \bar{\mathsf{\varrho}}_{i}\), \(i=1,2,3,4,5 \), we have \(\rho (\mathsf{\varrho}_{\mathsf{1}},\mathsf{\varrho}_{\mathsf{2}}, \mathsf{\varrho}_{\mathsf{3}},\mathsf{\varrho}_{\mathsf{4}}, \mathsf{\varrho}_{\mathsf{5}})\leq \rho (\bar{\mathsf{\varrho}}_{ \mathsf{1}},\bar{\mathsf{\varrho}}_{\mathsf{2}}, \bar{\mathsf{\varrho}}_{\mathsf{3}},\bar{\mathsf{\varrho}}_{ \mathsf{4}},\bar{\mathsf{\varrho}}_{\mathsf{5}}) \). If \(\mathsf{\varrho}_{i}, \bar{\mathsf{\varrho}}_{i} \in \mathbb{R}^{+} \) are such that \(\mathsf{\varrho}_{i} < \bar{\mathsf{\varrho}}_{i} \) for \(i=1,2,3,4 \), then

    $$ \rho (\mathsf{\varrho}_{\mathsf{1}},\mathsf{\varrho}_{\mathsf{2}}, \mathsf{ \varrho}_{\mathsf{3}},\mathsf{\varrho}_{\mathsf{4}},0)< \rho ( \bar{\mathsf{ \varrho}}_{\mathsf{1}},\bar{\mathsf{\varrho}}_{ \mathsf{2}},\bar{\mathsf{ \varrho}}_{\mathsf{3}}, \bar{\mathsf{\varrho}}_{\mathsf{4}},0 ), $$

    and

    $$ \rho (\mathsf{\varrho}_{\mathsf{1}},\mathsf{\varrho}_{\mathsf{2}}, \mathsf{ \varrho}_{\mathsf{3}}, 0 , \mathsf{\varrho}_{\mathsf{4}} )< \rho (\bar{ \mathsf{\varrho}}_{\mathsf{1}},\bar{\mathsf{\varrho}}_{ \mathsf{2}},\bar{ \mathsf{\varrho}}_{\mathsf{3}}, 0 , \bar{\mathsf{\varrho}}_{\mathsf{4}} ). $$

Also, define \(\mathit{\mathbb{P}}= \lbrace \rho \in \mathcal{P}:\rho (1,0,0, \zeta ,\eta )\in (0,1] \rbrace \). Note that \(\mathit{\mathbb{P}} \subseteq \mathcal{P}\).

Example 3.1

  1. 1.

    Define \(\rho _{1}:[0,\infty )^{5}\longrightarrow [0,\infty )\) by \(\rho _{1} (\mathsf{\varrho}_{1},\mathsf{\varrho}_{2}, \mathsf{\varrho}_{3},\mathsf{\varrho}_{4},\mathsf{\varrho}_{5} )=g \min \lbrace \mathsf{\varrho}_{1},\frac{1}{2}(\mathsf{\varrho}_{2}, \mathsf{\varrho}_{3}),\frac{1}{2}(\mathsf{\varrho}_{4}, \mathsf{\varrho}_{5}) \rbrace \), where \(g\in (0,1)\). Then \(\rho _{1}\in \mathcal{P}\), as \(\rho _{1} (1,0,0,\zeta ,\eta )=0\notin (0,1]\). Hence \(\rho _{1}\notin \mathit{\mathbb{P}} \).

  2. 2.

    Define \(\rho _{2}:[0,\infty )^{5}\longrightarrow [0,\infty )\) by \(\rho _{2} (\mathsf{\varrho}_{1},\mathsf{\varrho}_{2}, \mathsf{\varrho}_{3},\mathsf{\varrho}_{4},\mathsf{\varrho}_{5} )= \frac {\mathsf{\varrho}_{1}}{2}+ \frac {\mathsf{\varrho}_{2}+\mathsf{\varrho}_{3}}{4}\). Then \(\rho _{2}\in \mathit{\mathbb{P}} \).

  3. 3.

    Define \(\rho _{3}:[0,\infty )^{5}\longrightarrow [0,\infty )\) by \(\rho _{3} (\mathsf{\varrho}_{1},\mathsf{\varrho}_{2}, \mathsf{\varrho}_{3},\mathsf{\varrho}_{4},\mathsf{\varrho}_{5} )=g \min \lbrace \frac{1}{2}(\mathsf{\varrho}_{1}+\mathsf{\varrho}_{3}), \frac{1}{2}(\mathsf{\varrho}_{4}+\mathsf{\varrho}_{5}) \rbrace \), where \(g\in (0,1)\). Then \(\rho _{3}\in \mathit{\mathbb{P}} \).

Lemma 3.1

If \(\rho \in \mathcal{P}\), \(\gamma ,\delta \in [0,\infty )\), and \(\zeta ,\eta \in \mathbb{R}\) be such that \(\zeta ,\eta \geq 1\) and

$$\begin{aligned} \gamma &\leq \max \bigl\lbrace \rho (\delta ,\delta ,\gamma ,\eta \delta +\zeta \gamma ,0),\rho (\delta ,\delta ,\gamma ,0,\eta \delta + \zeta \gamma ),\\ &\quad \rho ( \delta ,\gamma ,\delta ,\eta \delta +\zeta \gamma ,0),\rho (\delta ,\gamma ,\delta ,0,\eta \delta +\zeta \gamma ) \bigr\rbrace . \end{aligned}$$

Then \(\gamma \leq \delta \).

Proof

Without loss of generality, we can assume that

$$ \gamma \leq \rho (\delta ,\delta ,\gamma ,\eta \delta +\zeta \gamma ,0). $$
(1)

On the contrary, suppose that \(\delta <\gamma \). Now consider

$$\begin{aligned} &\begin{aligned} \rho (\delta ,\delta ,\gamma ,\eta \delta +\zeta \gamma ,0)&< \rho ( \gamma , \gamma ,\gamma ,\eta \gamma +\zeta \gamma ,0) \\ &\leq \gamma \rho (1,1,1,\eta +\zeta ,0) \\ &\leq \gamma (1), \end{aligned} \\ &\rho (\delta ,\delta ,\gamma ,\eta \delta +\zeta \gamma ,0)< \gamma , \end{aligned}$$

which is a contradiction to (1). Hence our supposition is wrong, so \(\gamma \leq \delta \). □

Definition 3.2

(χF-contraction) Let \(F_{1}\), \(F_{2}\) be real-valued functions on \((0,\infty )\), and let \(\rho \in \mathcal{P}\) and \(\chi \in \Phi \). The mapping \(\Omega : \xi \longrightarrow CB(\xi )\) is called a χF-contraction if

\(\mathsf{(Ni)}\):

\(F_{1} (\mathfrak{c}) \leq F_{2} (\mathfrak{c})\) for all \(\mathfrak{c} >0 \),

\(\mathsf{(Nii)}\):

\(H(\Omega \mathsf{\varrho}, \Omega \bar{\mathsf{\varrho}})>0\) implies

$$ \chi \bigl(d(\mathsf{\varrho},\bar{\mathsf{\varrho}})\bigr)+F_{2} \bigl(H(\Omega \mathsf{\varrho},\Omega \bar{\mathsf{\varrho}})\bigr)\leq F_{1} \bigl\lbrace \rho \bigl( d(\mathsf{\varrho},\bar{\mathsf{ \varrho}}),D( \mathsf{\varrho},\Omega \mathsf{\varrho}),D(\bar{\mathsf{\varrho}}, \Omega \bar{\mathsf{\varrho}}),D(\mathsf{\varrho},\Omega \bar{\mathsf{\varrho}}) ,D(\bar{\mathsf{\varrho}},\Omega \mathsf{\varrho}) \bigr) \bigr\rbrace $$

for all \(\mathsf{\varrho},\bar{\mathsf{\varrho}} \in \xi \).

Theorem 3.1

Suppose that \((\xi , d, \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}})\) is a complete CMS. Let \(\Omega :\xi \longrightarrow K(\xi )\) be a χF-contraction. Suppose that \(F_{1}\) is nondecreasing and \(F_{2}\) satisfies conditions \((\mathbb{F}\mathsf{2}')\) and \((\mathbb{F}\mathsf{3})\). For \(\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}}\in \xi \), define the Picard sequence \(\lbrace \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}=\Omega ^{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}} \mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}}\rbrace \) so that

$$ {\sup_{\mathsf{m} \geq 1}\lim_{\mathsf{\mathsf{i}} \longrightarrow \infty}} \frac { \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}} (\mathsf{\varrho}_{\mathsf{i}+1},\mathsf{\varrho}_{\mathsf{i}+2}) \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}} (\mathsf{\varrho}_{\mathsf{i}+1},\mathsf{\varrho}_{\mathsf{m}})}{ \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}} (\mathsf{\varrho}_{\mathsf{i}},\mathsf{\varrho}_{\mathsf{i}+1})}< 1. $$
(2)

Also, suppose

$$ \lim_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}} \longrightarrow \infty} \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}} ( \mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{\varrho})\leq 1 \quad \textit{for all } \mathsf{\varrho} \in \xi . $$
(3)

Then FixΩ is nonempty.

Proof

Let \(\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}}\in \xi \) and \(\mathsf{\varrho}_{1}\in \Omega \mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}}\). If \(\mathsf{\varrho}_{1}\in \Omega \mathsf{\varrho}_{1}\) then \(\mathsf{\varrho}_{1} \in \operatorname{Fix}\Omega \). Suppose \(\mathsf{\varrho}_{1}\notin \Omega \mathsf{\varrho}_{1}\), which implies \(D(\mathsf{\varrho}_{1}, \Omega \mathsf{\varrho}_{1})> 0\), and, consequently, \(H(\Omega \mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}},\Omega \mathsf{\varrho}_{1})>0\). As \(\Omega \mathsf{\varrho}_{1}\) is compact, there exists \(\mathsf{\varrho}_{2}\in \Omega \mathsf{\varrho}_{1}\) such that \(d(\mathsf{\varrho}_{1},\mathsf{\varrho}_{2})=D(\mathsf{\varrho}_{1}, \Omega \mathsf{\varrho}_{1})\). Now

$$\begin{aligned} F_{1}\bigl(d(\mathsf{\varrho}_{1},\mathsf{ \varrho}_{2})\bigr)&=F_{1}\bigl(D( \mathsf{ \varrho}_{1},\Omega \mathsf{\varrho}_{1})\bigr)\leq F_{1}\bigl(H( \Omega \mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}},\Omega \mathsf{ \varrho}_{1})\bigr) \leq F_{2}\bigl(H(\Omega \mathsf{ \varrho}_{\mathsf{0}},\Omega \mathsf{\varrho}_{1})\bigr) \\ &\leq F_{1} \bigl\lbrace \rho (d(\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}}, \mathsf{\varrho}_{1}), D(\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}},\Omega \mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}}), D(\mathsf{\varrho}_{1},\Omega \mathsf{\varrho}_{1}), D(\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}},\Omega \mathsf{\varrho}_{1}), D(\mathsf{\varrho}_{1},\Omega \mathsf{\varrho}_{ \mathsf{0}}) \bigr\rbrace \\ &\quad {}-\chi \bigl(d(\mathsf{ \varrho}_{\mathsf{0}}, \mathsf{\varrho}_{1}) \bigr) \\ &< F_{1} \bigl\lbrace \rho \bigl(d(\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}}, \mathsf{\varrho}_{1}), d(\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}}, \mathsf{ \varrho}_{1}), d(\mathsf{\varrho}_{1},\mathsf{ \varrho}_{2}), d( \mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}},\mathsf{ \varrho}_{2}), d( \mathsf{\varrho}_{1},\mathsf{ \varrho}_{1}) \bigr) \bigr\rbrace . \end{aligned}$$

As \(F_{1}\) is nondecreasing, we have

$$\begin{aligned} d(\mathsf{\varrho}_{1},\mathsf{\varrho}_{2})&< \rho \bigl(d( \mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}},\mathsf{\varrho}_{1}), d( \mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}},\mathsf{\varrho}_{1}), d( \mathsf{ \varrho}_{1},\mathsf{\varrho}_{2}), d(\mathsf{ \varrho}_{ \mathsf{0}},\mathsf{\varrho}_{2}), 0 \bigr) \\ &\leq \rho \bigl(d(\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}},\mathsf{\varrho}_{1}), d(\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}},\mathsf{\varrho}_{1}), d( \mathsf{ \varrho}_{1},\mathsf{\varrho}_{2}), \mathsf{\mathit{ \mathfrak{f}}} (\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}}, \mathsf{\varrho}_{1}) \bigr)d(\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}}, \mathsf{\varrho}_{1})+\mathsf{ \mathit{\mathfrak{f}}} ( \mathsf{\varrho}_{1},\mathsf{ \varrho}_{2})d(\mathsf{\varrho}_{1}, \mathsf{ \varrho}_{2}), 0 ). \end{aligned}$$

By Lemma 3.1

$$ d(\mathsf{\varrho}_{1},\mathsf{\varrho}_{2})< d(\mathsf{ \varrho}_{ \mathsf{0}},\mathsf{\varrho}_{1}). $$

Similarly, we get \(\mathsf{\varrho}_{3}\in \Omega \mathsf{\varrho}_{2}\) such that \(d(\mathsf{\varrho}_{2},\mathsf{\varrho}_{3})=D(\mathsf{\varrho}_{2}, \Omega \mathsf{\varrho}_{2})\) with \(D(\mathsf{\varrho}_{2},\Omega \mathsf{\varrho}_{2})>0\), and we have

$$ d(\mathsf{\varrho}_{2},\mathsf{\varrho}_{3})< d(\mathsf{ \varrho}_{1}, \mathsf{\varrho}_{2}). $$

By induction we get a sequence \(\lbrace \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}\rbrace _{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}} \in \mathbb{N}} \subset \xi \) such that \(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}\in \Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}\) satisfies \(d(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})=D(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\Omega \mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}})\) with \(D(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}})>0\) and

$$ d(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})< d(\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}) \quad \text{for all } \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}} \in \mathbb{N}. $$

So \(\lbrace d(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}, \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})\rbrace _{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}} \in \mathbb{N}}\) is a decreasing sequence of real numbers. Now

$$\begin{aligned} &\chi \bigl(d(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}, \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}) \bigr)+F_{2}\bigl(H(\Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})\bigr) \\ &\quad\leq F_{1} \bigl\lbrace \rho \bigl(d(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}, \mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}), D(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\Omega \mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}), D(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1},\Omega \mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}),D(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\Omega \mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}),D(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1},\Omega \mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}) \bigr) \bigr\rbrace \\ &\quad=F_{1} \bigl\lbrace \rho \bigl(d(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}, \mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})\bigr),d(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}, \mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}),d(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1},\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+2}),d(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+2}),d(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1},\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}) ) \bigr\rbrace \\ &\quad\leq F_{1} \bigl\lbrace \rho \bigl(d(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}, \mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}),d(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}),d(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1},\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+2}),\mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}( \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})d(\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})+\mathsf{\mathit{ \mathfrak{f}}} ( \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+2}) \\ &\quad\quad d(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}, \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+2}), 0 \bigr) \bigr\rbrace \\ &\quad< F_{1} \bigl\lbrace \rho \bigl(d(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}, \mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}),d(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}),d(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}),\mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}( \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})d(\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})+\mathsf{\mathit{ \mathfrak{f}}} ( \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+2}) \\ &\quad\quad d(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}, \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}), 0 \bigr) \bigr\rbrace \\ &\quad\leq F_{1} \bigl\lbrace d(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})\rho \bigl(1,1,1, \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})+\mathsf{\mathit{ \mathfrak{f}}} ( \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+2}),0 \bigr) \bigr\rbrace \\ &\quad\leq F_{1} \bigl(d(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}, \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}) \bigr) \\ &\quad=F_{1} \bigl(D(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}, \Omega \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}) \bigr) \\ &\quad\leq F_{1} \bigl(H(\Omega \mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1},\Omega \mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}) \bigr) \\ &\quad\leq F_{2} \bigl(H(\Omega \mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1},\Omega \mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}) \bigr). \end{aligned}$$

Hence, for all \(\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}\in \mathbb{N} \), we have

$$\begin{aligned} F_{2}\bigl(H(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})\bigr)&< F_{2}(H\bigl(( \Omega \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1},\Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}})\bigr)-\chi \bigl(d( \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})\bigr). \end{aligned}$$
(4)

As \(\chi \in \Phi \), there exist \(\mathsf{h}>0\) and \(\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{0}\in \mathbb{N}\) such that \(\chi (d(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}, \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}))> \mathsf{h} \) for all \(\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}} \geq \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{0}\). Now from (4) we have

$$\begin{aligned} &\begin{aligned} F_{2}\bigl(H(\Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}, \Omega \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})\bigr)&< F_{2}(H\bigl(( \Omega \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1},\Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}})\bigr)-\chi \bigl(d( \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})\bigr) \\ &< F_{2}\bigl(H(\Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-2}, \Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1})\bigr)-\chi \bigl(d( \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1}, \mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}})\bigr) -\chi \bigl(d(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}, \mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})\bigr) \\ &\vdots \\ &< F_{2}\bigl(H(\Omega \mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}},\Omega \mathsf{\varrho}_{1})\bigr)-\sum_{i=1}^{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}} \chi \bigl(d(\mathsf{\varrho}_{i},\mathsf{\varrho}_{i+1}) \bigr) \\ &=F_{2}\bigl(H(\Omega \mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}},\Omega \mathsf{ \varrho}_{1})\bigr)-\sum_{i=1}^{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{0}-1} \chi \bigl(d(\mathsf{\varrho}_{i},\mathsf{\varrho}_{i+1}) \bigr)- \sum_{i= \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{0}}^{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}} \chi \bigl(d(\mathsf{ \varrho}_{i},\mathsf{\varrho}_{i+1})\bigr) \\ &< F_{2}\bigl(H(\Omega \mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}},\Omega \mathsf{ \varrho}_{1})\bigr)-(\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}- \mathit{\mathsf{ \mathfrak{s}}}_{0}) \mathsf{h}, \quad \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}} \geq \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{0} \end{aligned} \\ &\quad \implies\quad F_{2}\bigl(H(\Omega \mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\Omega \mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}) \bigr)< F_{2}(H\bigl((\Omega \mathsf{\varrho}_{ \mathsf{0}},\Omega \mathsf{\varrho}_{1})\bigr)-( \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-\mathit{ \mathsf{\mathfrak{s}}}_{0}) \mathsf{h} \quad \text{for all } \mathit{ \mathsf{\mathfrak{s}}} \geq \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{0}. \end{aligned}$$
(5)

Taking the limit in (5) as \(\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}} \longrightarrow \infty \), we get \(F_{2}(H(\Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}, \Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})) \longrightarrow -\infty \) and then by \((\mathbb{F}\mathsf{2}') \) we have

$$ {\lim_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}} \longrightarrow \infty}}H(\Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}, \Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})=0, $$

which further implies that

$$\begin{aligned} {\lim_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}} \longrightarrow \infty}}d(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}, \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})= { \lim_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}\longrightarrow \infty}}D( \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}})\leq { \lim _{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}} \longrightarrow \infty}} H( \Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1},\Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}})=0. \end{aligned}$$
(6)

Now by \((\mathsf{\mathit{F}}\mathfrak{3}) \) there exists \(k\in (0,1)\) such that

$$\begin{aligned} {\lim_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}\longrightarrow \infty}}\bigl(H(\Omega \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}, \Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}) \bigr)^{k}F_{2}\bigl(H( \Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}, \Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})\bigr)=0. \end{aligned}$$
(7)

Then from (5), for all \(\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}} \geq \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{0}\), we have

$$\begin{aligned} &\bigl(H(\Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\Omega \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})\bigr)^{k}F_{2}\bigl(H( \Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})\bigr)- \bigl(H(\Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}) \bigr)^{k}F_{2}\bigl(H( \Omega \mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}}, \Omega \mathsf{\varrho}_{1})\bigr) \\ &\quad\leq \bigl(H(\Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}, \Omega \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})\bigr)^{k} \bigl(F_{2}\bigl(H(\Omega \mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}},\Omega \mathsf{\varrho}_{1})\bigr)-( \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}- \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{0})h \bigr)\\ &\qquad {}- \bigl(H(\Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\Omega \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})\bigr)^{k}F_{2}\bigl(H( \Omega \mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}},\Omega \mathsf{\varrho}_{1})\bigr) \\ &\quad=-\bigl(H(\Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}, \Omega \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})\bigr)^{k}( \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}- \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{0})h \\ &\quad\leq 0. \end{aligned}$$

Taking the limit as \(\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}\longrightarrow \infty \) and using (6) and (7), we get that

$$\begin{aligned} &0\leq {\lim_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}} \longrightarrow \infty}} \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}\bigl(H( \Omega \mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\Omega \mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}) \bigr)^{k}\leq 0 \\ &\text{implies } {\lim_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}} \longrightarrow \infty}}\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}} \bigl(H(\Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}) \bigr)^{k}= 0. \end{aligned}$$

By the above equation there exists \(\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{1}\in \mathbb{N}\) such that \(\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}(H(\Omega \mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\Omega \mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}))^{k}\leq 1\) for all \(\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}} \geq \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{1}\). Thus for all \(\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}} \geq \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{1}\), we have \(H(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})\leq \frac {1}{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}^{\frac{1}{k}}}\).

Now

$$ d(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})=D(\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\Omega \mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}})\leq H(\Omega \mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1},\Omega \mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}})\leq \frac {1}{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}^{\frac{1}{k}}} \quad \text{for all } \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}\geq \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{1}. $$

To prove that \(\lbrace \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}} \rbrace _{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}\in \mathbb{N}}\) is a Cauchy sequencem consider \(\tau ,\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}} \in \mathbb{N}\) such that \(\tau >\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}} >\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{1}\). Then

$$\begin{aligned} d(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{\varrho}_{ \tau})&\leq \mathsf{ \mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})d(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})+\mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}} ( \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1},\mathsf{\varrho}_{ \tau})d(\mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}, \mathsf{\varrho}_{\tau}) \\ &\leq \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})d(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})+\mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}} ( \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1},\mathsf{\varrho}_{ \tau})\mathsf{\mathit{ \mathfrak{f}}} (\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+2})d( \mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+2}) \\ &\quad{} +\mathsf{\mathit{ \mathfrak{f}}} ( \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1},\mathsf{\varrho}_{ \tau}) \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}} (\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+2},\mathsf{ \varrho}_{\tau})d(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+2}, \mathsf{\varrho}_{\tau}) \\ &\leq \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})d(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})+\mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}} ( \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1},\mathsf{\varrho}_{ \tau})\mathsf{\mathit{ \mathfrak{f}}} (\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+2})d( \mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+2}) \\ &\quad{}+\mathsf{\mathit{ \mathfrak{f}}} ( \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1},\mathsf{\varrho}_{ \tau}) \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}} (\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+2},\mathsf{ \varrho}_{\tau}) \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}} (\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+2},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+3})d(\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+2},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+3})\\ &\quad {}+\mathsf{\mathit{ \mathfrak{f}}} ( \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1},\mathsf{\varrho}_{ \tau}) \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}} (\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+2},\mathsf{ \varrho}_{\tau}) \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}} (\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+3},\mathsf{\varrho}_{\tau})d( \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+3},\mathsf{\varrho}_{ \tau}) \\ &\vdots \\ &\leq \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})d(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})+\sum_{i= \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}^{\tau -2} \Biggl(\prod_{j= \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}^{i} \mathsf{\mathit{ \mathfrak{f}}}( \mathsf{\varrho}_{j},\mathsf{\varrho}_{\tau}) \Biggr) \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}} (\mathsf{\varrho}_{i},\mathsf{ \varrho}_{i+1})d( \mathsf{\varrho}_{i},\mathsf{ \varrho}_{i+1}) \\ &\quad{}+ \Biggl(\prod_{j= \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}^{\tau -1} \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{i},\mathsf{ \varrho}_{ \tau}) \Biggr) d(\mathsf{\varrho}_{\tau -1},\mathsf{\varrho}_{\tau}) \\ &\leq \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})d(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})+\sum_{i= \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}^{\tau -2} \Biggl(\prod_{j= \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}^{i} \mathsf{\mathit{ \mathfrak{f}}} ( \mathsf{\varrho}_{j},\mathsf{\varrho}_{\tau}) \Biggr) \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}} (\mathsf{\varrho}_{i},\mathsf{ \varrho}_{i+1})d( \mathsf{\varrho}_{i},\mathsf{ \varrho}_{i+1}) \\ &\quad{}+ \Biggl(\prod_{j= \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}^{\tau -1} \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{i},\mathsf{ \varrho}_{ \tau}) \Biggr) \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{\tau -1}, \mathsf{ \varrho}_{\tau})d(\mathsf{\varrho}_{\tau -1},\mathsf{ \varrho}_{ \tau}) \\ &=\mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})d(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})+\sum_{i= \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}^{\tau -1} \Biggl(\prod_{j= \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}^{i} \mathsf{\mathit{ \mathfrak{f}}}( \mathsf{\varrho}_{j},\mathsf{\varrho}_{\tau}) \Biggr) \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{i},\mathsf{ \varrho}_{i+1})d( \mathsf{\varrho}_{i},\mathsf{ \varrho}_{i+1}) \\ &\leq \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})d(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})+\sum_{i= \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}^{\tau -1} \Biggl(\prod_{j=0}^{i} \mathsf{\mathit{ \mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{j},\mathsf{\varrho}_{ \tau}) \Biggr)\mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{i}, \mathsf{ \varrho}_{i+1})d(\mathsf{\varrho}_{i}, \mathsf{ \varrho}_{i+1}). \end{aligned}$$

Therefore

$$\begin{aligned} d(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{\varrho}_{ \tau}) \leq \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})d(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})+\sum_{i= \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}^{\tau -1} \Biggl(\prod_{j=0}^{i} \mathsf{\mathit{ \mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{j},\mathsf{\varrho}_{ \tau}) \Biggr)\mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{i}, \mathsf{ \varrho}_{i+1})\frac {1}{i^{\frac{1}{k}}}. \end{aligned}$$
(8)

Now

$$\begin{aligned} \sum_{i=\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}^{\tau -1} \Biggl(\prod _{j=0}^{i} \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{ \varrho}_{j},\mathsf{\varrho}_{ \tau}) \Biggr)\mathsf{\mathit{ \mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{i}, \mathsf{\varrho}_{i+1}) \frac {1}{i^{\frac{1}{k}}}&\leq \sum_{i= \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}^{\infty} \frac {1}{i^{\frac{1}{k}}} \Biggl(\prod_{j=0}^{i} \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}( \mathsf{\varrho}_{j},\mathsf{ \varrho}_{\tau}) \Biggr) \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{ \varrho}_{i},\mathsf{\varrho}_{i+1}) \\ &=\sum_{i=\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}^{\infty}U_{i}V_{i}, \end{aligned}$$

where \(U_{i}=\frac {1}{i^{\frac{1}{k}}}\) and \(V_{i}= (\prod_{j=0}^{i} \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{j},\mathsf{\varrho}_{ \tau}) )\mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{i}, \mathsf{\varrho}_{i+1})\). Since \(\frac{1}{k}>0\), the series \(\sum_{i=\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}^{\infty} (\frac {1}{i^{\frac{1}{k}}} )\) converges. Also, \(\lbrace V_{i}\rbrace _{i}\) is increasing and bounded above, so \(\lim_{i\longrightarrow \infty}\lbrace V_{i}\rbrace _{i}\) (which is nonzero) exists. Hence \(\lbrace \lim_{i\longrightarrow \infty}U_{i}V_{i} \rbrace _{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}\) converges.

Consider the partial sums \(S_{q}=\sum_{i=0}^{q} (\prod_{j=0}^{i} \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{j},\mathsf{\varrho}_{ \tau}) )\mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{i}, \mathsf{\varrho}_{i+1})\frac {1}{i^{\frac{1}{k}}}\). From (8) we have

$$\begin{aligned} d(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{\varrho}_{ \tau}) \leq \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})d(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})+(S_{\tau -1}-S_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}). \end{aligned}$$
(9)

By using the ratio test and condition (2) we get that \(\lim_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}\longrightarrow \infty} \lbrace S_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}\rbrace \) exists. By taking in (9) the limit as \({\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}\longrightarrow \infty}\) we get \(\lim_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}\longrightarrow \infty}d(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}, \mathsf{\varrho}_{\tau})=0\). Therefore \(\lbrace \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}\rbrace \) is a Cauchy sequence, and the completeness of ξ implies that there exists \(\mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}}\in \xi \) such that

$$ \lim_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}\longrightarrow \infty}\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}= \mathsf{ \varrho}^{\mathfrak{*}}. $$

Now

$$\begin{aligned} F_{1}\bigl(H(\Omega \mathsf{\varrho},\Omega \bar{\mathsf{\varrho}}) \bigr)&\leq F_{2}\bigl(H( \Omega \mathsf{\varrho},\Omega \bar{\mathsf{ \varrho}})\bigr)\leq \chi \bigl(d( \mathsf{\varrho},\bar{\mathsf{\varrho}}) \bigr)+F_{2}\bigl(H(\Omega \mathsf{\varrho},\Omega \bar{\mathsf{ \varrho}})\bigr) \\ &\leq F_{1} \bigl\lbrace \rho \bigl(d(\mathsf{\varrho}, \bar{\mathsf{ \varrho}}),D(\mathsf{\varrho},\Omega \mathsf{\varrho}),D( \bar{\mathsf{\varrho}}, \Omega \bar{\mathsf{\varrho}}),D( \mathsf{\varrho},\Omega \bar{\mathsf{ \varrho}}),D( \bar{\mathsf{\varrho}},\Omega \mathsf{\varrho}) \bigr) \bigr\rbrace . \end{aligned}$$

Since \(F_{1}\) is a nondecreasing function, we obtain that for all \(\mathsf{\varrho},\bar{\mathsf{\varrho}}\in \xi \),

$$ H(\Omega \mathsf{\varrho},\Omega \bar{\mathsf{\varrho}})\leq \rho \bigl(d( \mathsf{\varrho},\bar{\mathsf{\varrho}}),D(\mathsf{\varrho}, \Omega \mathsf{ \varrho}),D(\bar{\mathsf{\varrho}},\Omega \bar{\mathsf{\varrho}}),D(\mathsf{ \varrho},\Omega \bar{\mathsf{\varrho}}),D(\bar{\mathsf{\varrho}},\Omega \mathsf{ \varrho}) \bigr). $$

To prove that \(\mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}}\) is a fixed point of ξ, on the contrary, assume that \(D(\mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}},\Omega \mathsf{\varrho}^{ \mathfrak{*}})>0\). Now due to the compactness of \(\Omega \mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}} \), there exists \(\mathsf{\varrho}\in \Omega \mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}}\) such that

$$\begin{aligned} D\bigl(\mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}},\Omega \mathsf{\varrho}^{ \mathfrak{*}} \bigr)&= d\bigl(\mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}},\mathsf{\varrho}\bigr) \\ &\leq \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}\bigl(\mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}}, \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}\bigr)d\bigl( \mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}}, \mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}\bigr)+\mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}( \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1},\mathsf{\varrho})d( \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}, \mathsf{\varrho}) \\ &=\mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}\bigl(\mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}}, \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}\bigr)d\bigl( \mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}},\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}\bigr)+ \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}( \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}, \mathsf{\varrho})D\bigl( \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}, \Omega \mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}}\bigr) \\ &\leq \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}\bigl(\mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}}, \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}\bigr)d\bigl( \mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}}, \mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}\bigr)+\mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}( \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}, \mathsf{\varrho})H\bigl( \Omega \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\Omega \mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}}\bigr) \\ &\leq \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}\bigl(\mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}}, \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}\bigr)d\bigl( \mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}}, \mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}\bigr)+\mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}( \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}, \mathsf{\varrho}) \rho \bigl(d\bigl(\mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}, \mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}}\bigr),D(\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\Omega \mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}),D\bigl(\mathsf{ \varrho}^{\mathfrak{*}}, \Omega \mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}}\bigr), \\ &\quad D\bigl( \mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\Omega \mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}}\bigr),D\bigl(\mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}},\Omega \mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}\bigr) \bigr) \\ &\leq \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}\bigl(\mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}}, \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}\bigr)d\bigl( \mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}}, \mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}\bigr)+\mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}( \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}, \mathsf{\varrho}) \rho \bigl(d\bigl(\mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}, \mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}}\bigr),d(\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}),D\bigl(\mathsf{ \varrho}^{\mathfrak{*}}, \Omega \mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}}\bigr), \\ &\quad \mathsf{ \mathit{\mathfrak{f}}}\bigl(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{ \varrho}^{\mathfrak{*}}\bigr)d\bigl( \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{ \varrho}^{ \mathfrak{*}}\bigr)+\mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}\bigl(\mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}}, \mathsf{ \varrho}\bigr)D\bigl(\mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}},\Omega \mathsf{ \varrho}^{\mathfrak{*}}\bigr),d\bigl(\mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}}, \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}\bigr) \bigr). \end{aligned}$$

Taking the limit as \(\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}\longrightarrow \infty \) in the above inequality and using (3), we have

$$\begin{aligned} D\bigl(\mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}},\Omega \mathsf{\varrho}^{ \mathfrak{*}} \bigr)&\leq (1)\rho \bigl(0,0,D\bigl(\mathsf{\varrho}^{ \mathfrak{*}},\Omega \mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}}\bigr),0+ \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}\bigl( \mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}}, \bar{\mathsf{\varrho}}\bigr)D\bigl(\mathsf{ \varrho}^{\mathfrak{*}},\Omega \mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}}\bigr),0 \bigr). \end{aligned}$$

Using Lemma 3.1, we get \(D(\mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}},\Omega \mathsf{\varrho}^{ \mathfrak{*}})\leq 0\), and hence \(D(\mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}},\Omega \mathsf{\varrho}^{ \mathfrak{*}})=0\). As \(\Omega \mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}}\) is closed, we have \(\mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}}\in \Omega \mathsf{\varrho}^{ \mathfrak{*}}\). Hence FixΩ is nonempty. □

Example 3.2

Let \(\xi =\lbrace 0,\frac{1}{2},\frac{1}{3},\frac{1}{4} \rbrace \). Define \(d:\xi \times \xi \longrightarrow \mathbb{R^{+}}\) and \(f:\xi \times \xi \longrightarrow [1,\infty )\) by \(d(\mathsf{\varrho}_{1},\mathsf{\varrho}_{2})=(\mathsf{\varrho}_{1}- \mathsf{\varrho}_{2})^{2}\) and

$$ \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}} (\mathsf{\varrho}_{1},\mathsf{ \varrho}_{2})= \textstyle\begin{cases} 1 &\text{if } \mathsf{\varrho}_{1}=\mathsf{\varrho}_{2}= 0, \\ \frac {1}{(\mathsf{\varrho}_{1}+\mathsf{\varrho}_{2})^{4}} & \text{if } \mathsf{\varrho}_{1} \neq 0 \text{ or } \mathsf{\varrho}_{2} \neq 0 .\end{cases} $$

Then \((\xi , d, \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}})\) is a complete CMS.

Define \(F_{1},F_{2}:(0,\infty )\longrightarrow \mathbb{R}\) by

$$ F_{1} (\mathfrak{u})= \textstyle\begin{cases} \frac{-1}{\mathfrak{u}} &\text{if } \mathfrak{u} \in (0, 1), \\ \mathfrak{u} & \text{if } \mathfrak{u} \in [ 1 , \infty ) ,\end{cases} $$

and \(F_{2}(u)=\ln (u)+u \) for \(u\in (0,\infty )\). Then \(F_{1}\) is nondecreasing, \(F_{2}\) satisfies \((F2^{\mathsf{'}})\) and \((F3)\), and \(F_{1}(u)\leq F_{2}(u) \) for all \(u>0\). Now define \(\Omega :\xi \longrightarrow K(\xi )\), \(\rho :[0,\infty )^{5}\longrightarrow [0,\infty )\), and \(\chi : (0,\infty )\longrightarrow (0,\infty )\) by

$$ \Omega \mathsf{\varrho}= \textstyle\begin{cases} \lbrace 0\rbrace &\text{if } \mathsf{\varrho} = 0, \\ \lbrace 0,\frac{1}{2}\rbrace & \text{if } \mathsf{\varrho} \neq 0 ,\end{cases} $$

\(\rho (\mathsf{\varrho}_{1},\mathsf{\varrho}_{2}, \mathsf{\varrho}_{3},\mathsf{\varrho}_{4},\mathsf{\varrho}_{5} ) =\frac{\mathsf{\varrho}_{1}}{2}+28 \mathsf{\varrho}_{5}\), and \(\chi (t)=\frac{1}{t}\), \(t\in (0,\infty )\). Then \(\rho \in \mathcal{P}\) and \(\chi \in \Phi \). Since \(H(\Omega \mathsf{\varrho}, \Omega \bar{\mathsf{\varrho}})>0\), it follows that,

$$ \chi \bigl(d(\mathsf{\varrho},\bar{\mathsf{\varrho}})\bigr)+F_{2} \bigl(H(\Omega \mathsf{\varrho},\Omega \bar{\mathsf{\varrho}})\bigr)\leq F_{1} \bigl\lbrace \rho \bigl( d(\mathsf{\varrho},\bar{\mathsf{ \varrho}}),D( \mathsf{\varrho},\Omega \mathsf{\varrho}),D(\bar{\mathsf{\varrho}}, \Omega \bar{\mathsf{\varrho}}),D(\mathsf{\varrho},\Omega \bar{\mathsf{ \varrho}}),D(\bar{\mathsf{\varrho}},\Omega \mathsf{\varrho}) \bigr) \bigr\rbrace . $$

Note that \(\lim_{n\longrightarrow \infty} \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{n},\mathsf{\varrho}) \leq 1\). Hence the assumptions of Theorem 3.1 are fulfilled, and \(\operatorname{Fix}\Omega =\lbrace 0,\frac{1}{2}\rbrace \).

Theorem 3.2

Let \((\xi , d, \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}})\) be a complete CMS. Let \(\Omega :\xi \longrightarrow K(\xi )\) be an MVM, and let \(F_{1}\), \(F_{2}\) be functions satisfying χF-contraction. Suppose that \(F_{1}\) is nondecreasing and \(F_{2}\) satisfies condition \((\mathbb{F}\mathsf{2}') \). Also, suppose \(\lim_{ k \longrightarrow \infty} \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{\tau _{k}}, \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{k}})\leq 1\). Then FixΩ is nonempty.

Proof

Let \({\varrho}_{0}\in \xi \) and \({\varrho}_{1}\in \Omega {\varrho}_{0}\). As in proof of Theorem 3.1, let \(\lbrace \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}\rbrace \subset \xi \) be a sequence such that \(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}\in \Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}\). It satisfies \(d(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})=D(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\Omega \mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}})\) with \(D(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}})>0\) and

$$\begin{aligned}& d(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})< d( \mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}})\quad \text{for all } \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}\in \mathbb{N}, \end{aligned}$$
(10)
$$\begin{aligned}& F_{2}\bigl(H(\Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}, \Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})\bigr)< F_{2}\bigl(H( \Omega \mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}}, \Omega \mathsf{\varrho}_{1})\bigr)-( \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{0})h \quad \text{for all } \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}\geq \mathit{\mathsf{ \mathfrak{s}}}_{0}. \end{aligned}$$
(11)

Taking the limit as \(\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}\longrightarrow \infty \) in (11), we get \(F_{2}(H(\Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}, \Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})) \longrightarrow - \infty \), and by \((\mathbb{F}\mathsf{2}') \)

$$\begin{aligned} \lim_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}\longrightarrow \infty} H(\Omega \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}, \Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})=0, \end{aligned}$$
(12)

which further implies

$$ \lim_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}\longrightarrow \infty}d( \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})=\lim_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}\longrightarrow \infty}D( \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}})\leq \lim _{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}\longrightarrow \infty} H( \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1},\Omega \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}})=0. $$

Also, we claim that

$$\begin{aligned} \lim_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}},\tau \longrightarrow \infty}d( \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}, \mathsf{\varrho}_{ \tau})=0. \end{aligned}$$
(13)

If not, then there exists \(\delta >0\) such that for all \(r\geq 0\), there are \(\tau _{k}>\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{k}>r\) such that

$$\begin{aligned} d(\mathsf{\varrho}_{{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k}}, \mathsf{\varrho}_{{\tau}_{k}})>\delta . \end{aligned}$$

Moreover, there exists \(r_{0}\in \mathbb{N}\) such that

$$\begin{aligned} \lambda _{{r}_{0}}=d(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1}, \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}})< \delta \quad \text{for all } \mathit{\mathsf{ \mathfrak{s}}}\geq r_{0}. \end{aligned}$$

There are two sub sequences \(\lbrace \mathsf{\varrho}_{{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k}} \rbrace \) and \(\lbrace \mathsf{\varrho}_{{\tau}_{k}}\rbrace \) of \(\lbrace \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}\rbrace \) such that

$$\begin{aligned} r_{0}\leq \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{k} \leq \tau _{k} + 1 \quad \text{and} \quad d(\mathsf{ \varrho}_{{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k}}, \mathsf{\varrho}_{{\tau}_{k}})>\delta \quad \text{for all } k>0. \end{aligned}$$
(14)

Note that

$$\begin{aligned} d(\mathsf{\varrho}_{{\tau}_{k}-1},\mathsf{\varrho}_{{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k}}) \leq \delta \quad \text{for all } k. \end{aligned}$$
(15)

Also, \(\tau _{k}\) is the minimal index for which (15) is fulfilled.

Note that \(\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{k}+2\leq \tau _{k} \) for all k, because the case \(\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{k}+1\leq \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{k}\) is impossible due to equations (14) and (15). This shows that

$$\begin{aligned} \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{k}+1< \tau _{k}< \tau _{k}+1 \quad \text{for all } k. \end{aligned}$$

By the triangle inequality, using (14) and (15), we have

$$\begin{aligned} \delta < d(\mathsf{\varrho}_{{\tau}_{k}},\mathsf{\varrho}_{{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k}})&\leq \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{{\tau}_{k}}, \mathsf{ \varrho}_{{\tau}_{k}-1})d(\mathsf{\varrho}_{{\tau}_{k}}, \mathsf{ \varrho}_{{\tau}_{k}-1})+\mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}( \mathsf{ \varrho}_{{\tau}_{k}-1},\mathsf{\varrho}_{{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k}})d(\mathsf{ \varrho}_{{\tau}_{k}-1}, \mathsf{\varrho}_{{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k}}) \\ &\leq \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{{\tau}_{k}}, \mathsf{ \varrho}_{{\tau}_{k}-1})d(\mathsf{\varrho}_{{\tau}_{k}}, \mathsf{ \varrho}_{{\tau}_{k}-1})+\delta \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{ \varrho}_{{\tau}_{k}-1}, \mathsf{\varrho}_{{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k}}). \end{aligned}$$

Taking the limit as \(k\longrightarrow \infty \),

$$\begin{aligned} &\delta < \lim_{k\longrightarrow \infty}d(\mathsf{\varrho}_{{\tau}_{k}}, \mathsf{ \varrho}_{{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k}})\leq 0+ \delta \lim_{k\longrightarrow \infty}\mathsf{ \mathit{\mathfrak{f}}}( \mathsf{\varrho}_{{\tau}_{k}-1},\mathsf{ \varrho}_{{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k}}) \\ &\quad \implies\quad \delta < \lim_{k\longrightarrow \infty}d(\mathsf{\varrho}_{{ \tau}_{k}}, \mathsf{\varrho}_{{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k}}) \leq \delta \lim_{k\longrightarrow \infty} \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{{\tau}_{k}-1}, \mathsf{ \varrho}_{{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k}})\leq \delta \\ &\quad \implies\quad \lim_{k\longrightarrow \infty}d(\mathsf{ \varrho}_{{\tau}_{k}}, \mathsf{\varrho}_{{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k}})=\delta . \end{aligned}$$
(16)

Now using (12) and (16), we get

$$\begin{aligned} \lim_{k\longrightarrow \infty}d(\mathsf{\varrho}_{{\tau}_{k}+1}, \mathsf{\varrho}_{{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k}+1})&=\delta . \end{aligned}$$
(17)

Consider

$$\begin{aligned} & \chi \bigl(d(\mathsf{\varrho}_{{\tau}_{k}},\mathsf{\varrho}_{{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k}}) \bigr)+F_{1}\bigl(d(\mathsf{\varrho}_{{ \tau}_{k}+1},\mathsf{ \varrho}_{{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k}+1})\bigr)\\ &\quad = \chi \bigl(d(\mathsf{\varrho}_{{\tau}_{k}}, \mathsf{\varrho}_{{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k}})\bigr)+F_{1}\bigl(D(\mathsf{ \varrho}_{{ \tau}_{k}+1},\Omega \mathsf{\varrho}_{{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k}})\bigr) \\ &\quad \leq \chi \bigl(d(\mathsf{\varrho}_{{\tau}_{k}},\mathsf{\varrho}_{{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k}}) \bigr)+F_{1}\bigl(H(\Omega \mathsf{\varrho}_{{\tau}_{k}},\Omega \mathsf{\varrho}_{{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k}})\bigr) \\ &\quad \leq \chi \bigl(d(\mathsf{\varrho}_{{\tau}_{k}},\mathsf{\varrho}_{{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k}}) \bigr)+F_{2}\bigl(H(\Omega \mathsf{\varrho}_{{\tau}_{k}},\Omega \mathsf{\varrho}_{{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k}})\bigr) \\ &\quad \leq F_{1} \bigl\lbrace \rho \bigl(d(\mathsf{\varrho}_{{\tau}_{k}}, \mathsf{\varrho}_{{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k}}),D( \mathsf{\varrho}_{{\tau}_{k}},\Omega \mathsf{\varrho}_{{\tau}_{k}}),D( \mathsf{\varrho}_{{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k}},\Omega \mathsf{\varrho}_{{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k}}),D( \mathsf{\varrho}_{{\tau}_{k}},\Omega \mathsf{\varrho}_{{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k}}),D(\mathsf{\varrho}_{{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k}},\Omega \mathsf{ \varrho}_{{\tau}_{k}}) \bigr) \bigr\rbrace \\ &\quad = F_{1} \bigl\lbrace \rho \bigl(d(\mathsf{\varrho}_{{\tau}_{k}}, \mathsf{\varrho}_{{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k}}),d( \mathsf{\varrho}_{{\tau}_{k}}, \mathsf{ \varrho}_{{\tau}_{k+1}}),d( \mathsf{\varrho}_{{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k}}, \mathsf{ \varrho}_{{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k+1}}),d( \mathsf{\varrho}_{{\tau}_{k}},\mathsf{ \varrho}_{{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k+1}}),d(\mathsf{\varrho}_{{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k}},\mathsf{ \varrho}_{{\tau}_{k+1}}) \bigr) \bigr\rbrace \\ &\quad \leq F_{1} \bigl\lbrace \rho \bigl(d(\mathsf{\varrho}_{{\tau}_{k}}, \mathsf{\varrho}_{{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k}}),d( \mathsf{\varrho}_{{\tau}_{k}}, \mathsf{ \varrho}_{{\tau}_{k+1}}),d( \mathsf{\varrho}_{{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k}}, \mathsf{ \varrho}_{{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k+1}}), \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{ \varrho}_{{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k+1}},\mathsf{\varrho}_{{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k}})d(\mathsf{ \varrho}_{{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k+1}},\mathsf{\varrho}_{{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k}}) \\ &\qquad{}+ \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k}},\mathsf{ \varrho}_{{\tau}_{k}})d( \mathsf{\varrho}_{{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k}}, \mathsf{ \varrho}_{{\tau}_{k}}),\mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}( \mathsf{ \varrho}_{{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k}}, \mathsf{\varrho}_{{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k+1}})d( \mathsf{ \varrho}_{{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k}}, \mathsf{\varrho}_{{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k+1}})+ \mathsf{\mathit{ \mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k+1}},\mathsf{\varrho}_{{\tau}_{k+1}})d( \mathsf{\varrho}_{{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k+1}}, \mathsf{\varrho}_{{\tau}_{k+1}}) \bigr) \bigr\rbrace . \end{aligned}$$

As \(F_{1}\) is continuous, taking the limit as \({k\longrightarrow \infty}\) and using (16) and (17), we obtain

$$\begin{aligned} \lim_{k\longrightarrow \infty}\chi \bigl(d(\mathsf{\varrho}_{{\tau}_{k}}, \mathsf{\varrho}_{{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k}})\bigr)+F_{1}( \delta )&\leq F_{1} \bigl\lbrace \rho \bigl(\delta ,0,0,0+\delta \mathsf{\mathit{ \mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k}},\mathsf{\varrho}_{{\tau}_{k}}),0+ \delta \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k+1}},\mathsf{ \varrho}_{{\tau}_{k+1}}) \bigr) \bigr\rbrace \\ &\leq F_{1} \bigl(\rho \bigl(\delta ,0,0,\delta \mathsf{\mathit{ \mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k}},\mathsf{\varrho}_{{\tau}_{k}}) , \delta \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k+1}},\mathsf{ \varrho}_{{\tau}_{k+1}}) \bigr) \bigr\rbrace \\ &\leq F_{1} \bigl\lbrace \delta \rho \bigl(1,0,0, \mathsf{\mathit{ \mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k}},\mathsf{\varrho}_{{\tau}_{k}}) , \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k+1}},\mathsf{ \varrho}_{{\tau}_{k+1}}) \bigr) \bigr\rbrace . \end{aligned}$$

Since \(\rho \in \mathbb{P}\), we have \(\rho (1,0,0, \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k}},\mathsf{\varrho}_{{\tau}_{k}}) , \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k+1}},\mathsf{\varrho}_{{\tau}_{k+1}}) )\in (0,1]\)

$$\begin{aligned} &\implies\quad \lim_{k\longrightarrow \infty}\chi \bigl(d(\mathsf{\varrho}_{{ \tau}_{k}}, \mathsf{\varrho}_{{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k}})\bigr)+F_{1}( \delta )\leq F_{1}(\delta ) , \\ &\implies\quad \lim_{k\longrightarrow \infty}\chi \bigl(d(\mathsf{\varrho}_{{ \tau}_{k}}, \mathsf{\varrho}_{{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k}})\bigr) \leq 0 , \\ &\implies\quad \lim_{S\longrightarrow \delta ^{+}}\inf \chi (S)\leq 0 , \end{aligned}$$

which is a contradiction, and hence (13) holds. Therefore \(\lbrace \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}\rbrace \) is a Cauchy sequence, and thus there exists \(\mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}}\in \xi \) such that \(\lim_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}\longrightarrow \infty}\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}= \mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}}\). The rest of the proof follows from Theorem 3.1, and we get \(\mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}}\in \Omega \mathsf{\varrho}^{ \mathfrak{*}}\). □

Theorem 3.3

Let \((\xi , d, \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}})\) be a complete CMS, and let \(\Omega :\xi \longrightarrow C(\xi )\) be an MVM. Assume that there are \(\chi \in \Phi \), \(F\in \Delta ( \mathsf{0} * ) \), and a real-valued function L on \((0,\infty )\) such that following conditions hold:

\((G_{1})\):

\(F(\varrho )\leq L(\varrho ) \) for all \(\varrho > 0\);

\((G_{2})\):

\(H(\Omega \mathsf{\varrho},\Omega \bar{\mathsf{\varrho}})> 0\) implies,

$$ \chi \bigl(d(\mathsf{\varrho},\bar{\mathsf{\varrho}})\bigr)+L\bigl(H(\Omega \mathsf{\varrho},\Omega \bar{\mathsf{\varrho}})\bigr)\leq F \bigl\lbrace \rho \bigl(d(\mathsf{\varrho},\bar{\mathsf{\varrho}}),D( \mathsf{\varrho},\Omega \mathsf{\varrho}),D(\bar{\mathsf{\varrho}}, \Omega \bar{\mathsf{\varrho}}),D( \mathsf{\varrho},\Omega \bar{\mathsf{\varrho}}),D(\bar{\mathsf{\varrho}},\Omega \mathsf{\varrho}) \bigr) \bigr\rbrace $$

for all \(\mathsf{\varrho},\bar{\mathsf{\varrho}}\in \xi \) and \(\rho \in \mathcal{P}\). Let \(\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}}\in \xi \). Define the Picard sequence \(\lbrace \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}=\Omega ^{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}\rbrace \) such that

$$\begin{aligned} {\sup_{\mathsf{m} \geq 1}\lim_{\mathsf{\mathsf{i}} \longrightarrow \infty}} \frac {\mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{\mathsf{i}+1},\mathsf{\varrho}_{\mathsf{i}+2})\mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{\mathsf{i}+1},\mathsf{\varrho}_{\mathsf{m}})}{\mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{\mathsf{i}},\mathsf{\varrho}_{\mathsf{i}+1})}< 1. \end{aligned}$$
(18)

Also, suppose that \({\lim_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}\longrightarrow \infty}\mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{\varrho})}\leq 1 \) for all \(\mathsf{\varrho} \in \xi \). Then FixΩ is nonempty.

Proof

Let \(\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}}\in \xi \) and \(\mathsf{\varrho}_{1}\in \Omega \mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}}\). If \(\mathsf{\varrho}_{1}\in \Omega \mathsf{\varrho}_{1}\) then \(\mathsf{\varrho}_{1} \in \operatorname{fix}\Omega \). Suppose \(\mathsf{\varrho}_{1}\notin \Omega \mathsf{\varrho}_{1}\). This implies \(D(\mathsf{\varrho}_{1}, \Omega \mathsf{\varrho}_{1})> 0\), and, consequently, \(H(\Omega \mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}},\Omega \mathsf{\varrho}_{1})>0 \). Due to \((\mathbb{F}\mathsf{4}) \), we obtain

$$\begin{aligned} F\bigl(D(\mathsf{\varrho}_{1},\Omega \mathsf{ \varrho}_{1})\bigr)=\inf_{z\in \Omega \mathsf{\varrho}_{1}}F\bigl(d(\mathsf{ \varrho}_{1},z)\bigr). \end{aligned}$$
(19)

Then (19) with \((G_{1})\) and \((G_{2})\) imply that

$$\begin{aligned} &\begin{aligned} \inf_{z\in \Omega \mathsf{\varrho}_{1}}F\bigl(d(\mathsf{\varrho}_{1},z) \bigr)&=F\bigl(D( \mathsf{\varrho}_{1},\Omega \mathsf{ \varrho}_{1})\bigr) \\ &\leq F\bigl(H(\Omega \mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}},\Omega \mathsf{ \varrho}_{1})\bigr) \\ &\leq L\bigl(H(\Omega \mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}},\Omega \mathsf{ \varrho}_{1})\bigr) \\ &\leq F \bigl\lbrace \rho \bigl(d(\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}}, \mathsf{ \varrho}_{1}),D(\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}},\Omega \mathsf{ \varrho}_{\mathsf{0}}),D(\mathsf{\varrho}_{1},\Omega \mathsf{ \varrho}_{1}),D(\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}},\Omega \mathsf{ \varrho}_{1}),D(\mathsf{\varrho}_{1},\Omega \mathsf{ \varrho}_{ \mathsf{0}}) \bigr) \bigr\rbrace \\ &\quad {}-\chi \bigl(d(\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}},\mathsf{\varrho}_{1}) \bigr) \end{aligned} \\ &\quad \implies\quad \inf_{z\in \Omega \mathsf{\varrho}_{1}}F\bigl(d(\mathsf{\varrho}_{1},z) \bigr)< F \bigl\lbrace \rho \bigl(d(\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}}, \mathsf{ \varrho}_{1}),d(\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}}, \mathsf{ \varrho}_{1}),d(\mathsf{\varrho}_{1}, \mathsf{ \varrho}_{2}),d( \mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}}, \mathsf{ \varrho}_{2}),0 \bigr) \bigr\rbrace . \end{aligned}$$

Hence there exists \(\mathsf{\varrho}_{2}\in \Omega \mathsf{\varrho}_{1}\) such that

$$\begin{aligned} F\bigl(d(\mathsf{\varrho}_{1},\mathsf{ \varrho}_{2})\bigr)< F \bigl\lbrace \rho \bigl(d(\mathsf{ \varrho}_{\mathsf{0}},\mathsf{\varrho}_{1}),d( \mathsf{ \varrho}_{\mathsf{0}},\mathsf{\varrho}_{1}),d( \mathsf{ \varrho}_{1}, \mathsf{\varrho}_{2}),d(\mathsf{ \varrho}_{ \mathsf{0}}, \mathsf{\varrho}_{2}),0 \bigr) \bigr\rbrace . \end{aligned}$$
(20)

Since F is a nondecreasing function, so (20) with \((\rho _{3})\) yield that

$$\begin{aligned} d(\mathsf{\varrho}_{1},\mathsf{\varrho}_{2})&< \rho \bigl(d( \mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}},\mathsf{\varrho}_{1}),d( \mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}},\mathsf{\varrho}_{1}),d( \mathsf{ \varrho}_{1}, \mathsf{\varrho}_{2}),d(\mathsf{ \varrho}_{ \mathsf{0}}, \mathsf{\varrho}_{2}),0 \bigr) \\ &\leq \rho \bigl(d(\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}},\mathsf{\varrho}_{1}),d( \mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}},\mathsf{\varrho}_{1}),d( \mathsf{ \varrho}_{1}, \mathsf{\varrho}_{2}), \mathsf{\mathit{ \mathfrak{f}}} (\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}}, \mathsf{\varrho}_{1}) \bigr)d(\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}}, \mathsf{\varrho}_{1})+\mathsf{ \mathit{\mathfrak{f}}} ( \mathsf{\varrho}_{1},\mathsf{ \varrho}_{2})d(\mathsf{\varrho}_{1}, \mathsf{ \varrho}_{2}),0 ). \end{aligned}$$

By Lemma 3.1

$$\begin{aligned} d(\mathsf{\varrho}_{1},\mathsf{\varrho}_{2})< d(\mathsf{ \varrho}_{ \mathsf{0}},\mathsf{\varrho}_{1}). \end{aligned}$$

Next, arguing as previously, we get \(\mathsf{\varrho}_{3}\in \Omega \mathsf{\varrho}_{2}\) with \(D(\mathsf{\varrho}_{2},\Omega \mathsf{\varrho}_{2})>0\). By Lemma 3.1, using \((G_{1})\) and \((G_{2})\), we have

$$\begin{aligned} d(\mathsf{\varrho}_{2},\mathsf{\varrho}_{3})< d(\mathsf{ \varrho}_{1}, \mathsf{\varrho}_{2}). \end{aligned}$$

By induction we have a sequence \(\lbrace \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}\rbrace \subset \xi \) such that \(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}\in \Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}\) with \(D(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}})>0\) and

$$\begin{aligned} d(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})< d( \mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}) \quad \text{for all } \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}\in \mathbb{N}. \end{aligned}$$
(21)

Now (21) implies that \(\lbrace d(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}, \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})\rbrace _{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}\in \mathbb{N}}\) is a decreasing sequence of positive real numbers. Hence from \((F{4})\)

$$\begin{aligned} &\begin{aligned} &\inf_{z\in \Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}}F\bigl(d( \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},z)\bigr)\\ &\quad=F \bigl(D( \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}) \bigr)\leq F\bigl(H(\Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1},\Omega \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}})\bigr)\leq L\bigl(H(\Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1}, \Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}})\bigr) \\ &\quad\leq F\bigl\lbrace \rho \bigl(d(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1},\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}), D(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1},\Omega \mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1}), D(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\Omega \mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}), D(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1},\Omega \mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}), D(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\Omega \mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1}) \bigr)\bigr\rbrace \\ &\quad\quad {}-\chi \bigl(d(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1}, \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}) \bigr) \\ &\quad\leq F \bigl\lbrace \rho \bigl(d(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1},\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}), d(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1}, \mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}), d(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}),\mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}( \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}})d(\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}})+\mathsf{\mathit{ \mathfrak{f}}}( \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}) \\ &\quad\quad d(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}, \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}),0 \bigr) ) \bigr\rbrace -\chi \bigl(d(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1},\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}})\bigr) \\ &\quad\leq F \bigl\lbrace \rho \bigl(d(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1},\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}), d(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1}, \mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}), d(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1},\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}),\mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}( \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}})d(\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}})+\mathsf{\mathit{ \mathfrak{f}}}( \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}) \\ &\quad\quad d(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1}, \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}),0 \bigr) ) \bigr\rbrace -\chi \bigl(d(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1},\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}})\bigr) \\ &\quad\leq F \bigl\lbrace d(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1},\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}})\rho \bigl(1,1,1, \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}})+\mathsf{\mathit{ \mathfrak{f}}}( \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}),0 \bigr) ) \bigr\rbrace -\chi (d( \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1},\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}) \\ &\quad\leq F\bigl(d(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1}, \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}) \bigr)-\chi \bigl(d( \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}) \bigr) \end{aligned} \\ & \quad \implies\quad \inf_{z\in \Omega \mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}}F\bigl(d(\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},z)\bigr)\leq F\bigl(d(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1}, \mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}})\bigr)-\chi \bigl(d(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1}, \mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}})\bigr) \quad \text{for all } \mathit{\mathsf{ \mathfrak{s}}}\in \mathbb{N}. \end{aligned}$$
(22)

Since \(\xi \in \phi \), there exist \(h>0\) and \(\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{0}\in \mathbb{N}\) such that \(\chi (d(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}, \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}))< h\) for all \(\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}\geq \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{0}\). From (22)

$$\begin{aligned} F\bigl(d(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}, \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})\bigr)& \leq F\bigl(d( \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}) \bigr)-\chi \bigl(d(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}) \bigr) \\ &\leq F\bigl(d(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-2}, \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1}) \bigr)-\chi \bigl(d( \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-2},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1}) \bigr)-\chi \bigl(d(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}) \bigr) \\ &\vdots \\ &\leq F\bigl(d(\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}},\mathsf{\varrho}_{1}) \bigr)-\sum_{i=1}^{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1}\chi \bigl(d(\mathsf{ \varrho}_{i-1}, \mathsf{\varrho}_{i})\bigr) \\ &= F\bigl(d(\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}},\mathsf{\varrho}_{1}) \bigr)-\sum_{i=1}^{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{0}-1}\chi \bigl(d(\mathsf{ \varrho}_{i-1}, \mathsf{\varrho}_{i})\bigr)-\sum _{i=\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{0}}^{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1}\chi \bigl(d(\mathsf{\varrho}_{i-1}, \mathsf{\varrho}_{i})\bigr) \\ &= F\bigl(d(\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}},\mathsf{ \varrho}_{1})\bigr)-( \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-\mathit{\mathsf{ \mathfrak{s}}}_{0})h, \quad \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}\geq \mathit{ \mathsf{\mathfrak{s}}}_{0}. \end{aligned}$$
(23)

Taking the limit as \(\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}\longrightarrow \infty \) in (23), we get \(F(d(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1}, \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}))\longrightarrow - \infty \), and from \((\mathbb{F}\mathsf{2}') \)

$$\begin{aligned} \lim_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}\longrightarrow \infty}d( \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1}, \mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}})=0. \end{aligned}$$
(24)

Now by \((\mathbb{F}\mathsf{3})\) there exists \(0 < k < 1\) such that

$$\begin{aligned} \lim_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}\longrightarrow \infty}\bigl(d( \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}})\bigr)^{k}F \bigl(d(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}})\bigr)=0. \end{aligned}$$
(25)

Thus from (23) for all \(\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}\geq \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{0}\), we have

$$\begin{aligned} &\bigl(d(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1}, \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}) \bigr)^{k}F\bigl(d( \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1},\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}})\bigr)-\bigl(d(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1},\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}})\bigr)^{k}F\bigl(d(\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}}, \mathsf{\varrho}_{1})\bigr) \\ &\quad \leq \bigl(d(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1}, \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}) \bigr)^{k} \bigl(F\bigl(d( \mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}},\mathsf{ \varrho}_{1})\bigr)-( \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-\mathit{\mathsf{ \mathfrak{s}}}_{0})h \bigr)-\bigl(d(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1}, \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}})\bigr)^{k}F\bigl(d( \mathsf{ \varrho}_{\mathsf{0}},\mathsf{\varrho}_{1})\bigr) \\ &\quad =-\bigl(d(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1}, \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}})\bigr)^{k}( \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}- \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{0})h \leq 0. \end{aligned}$$
(26)

Taking the limit as \(\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}\longrightarrow \infty \) in (26) and using (24) and (25), we get

$$\begin{aligned} &0\leq -\lim_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}\longrightarrow \infty} \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}\bigl(d( \mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}) \bigr)^{k}\leq 0 \end{aligned}$$
(27)
$$\begin{aligned} &\quad \implies\quad \lim_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}\longrightarrow \infty} \mathit{\mathsf{ \mathfrak{s}}}\bigl(d(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1},\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}})\bigr)^{k}=0 \end{aligned}$$
(28)

Note that by (28) there exists \(\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{1}\in \mathbb{N}\) such that \(\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}(d(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}))^{k}\leq 1\) for all \(\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}\geq \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{1}\). We get

$$\begin{aligned} d(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1}, \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}})\leq \frac {1}{{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}^{\frac{1}{k}}} \quad \text{for all } \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}\geq \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{1}. \end{aligned}$$

Now to prove that \(\lbrace \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}\rbrace _{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}\in \mathbb{N}}\) is a Cauchy sequence, consider \(\tau ,\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}\in \mathbb{N}\) such that \(\tau >\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}>\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{1}\). The rest of the proof follows from Theorem 3.1, and by using (18) with ratio test we deduce that \(\lbrace \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}\rbrace \) is a Cauchy sequence, and thus there exists \(\mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}}\in \xi \) such that

$$\begin{aligned} \lim_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}\longrightarrow \infty} \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}=\mathsf{ \varrho}^{ \mathfrak{*}}. \end{aligned}$$

Now

$$\begin{aligned} F\bigl(H(\Omega \mathsf{\varrho},\Omega \bar{\mathsf{\varrho}})\bigr)&\leq L \bigl(H( \Omega \mathsf{\varrho},\Omega \bar{\mathsf{\varrho}})\bigr)\leq \chi \bigl(d( \mathsf{\varrho},\bar{\mathsf{\varrho}})\bigr)+L\bigl(H(\Omega \mathsf{ \varrho}, \Omega \bar{\mathsf{\varrho}})\bigr) \\ &\leq F \bigl\lbrace \rho \bigl(d(\mathsf{\varrho}, \bar{\mathsf{\varrho}}), D( \mathsf{\varrho},\Omega \mathsf{\varrho}), D( \bar{\mathsf{\varrho}},\Omega \bar{ \mathsf{\varrho}}),D( \mathsf{\varrho},\Omega \bar{\mathsf{\varrho}}),D( \bar{ \mathsf{\varrho}},\Omega \mathsf{\varrho}) \bigr) \bigr\rbrace . \end{aligned}$$

Since F is a nondecreasing function, we get

$$\begin{aligned} H(\Omega \mathsf{\varrho},\Omega \bar{\mathsf{\varrho}}))&\leq \rho \bigl(d( \mathsf{\varrho},\bar{\mathsf{\varrho}}), D(\mathsf{\varrho}, \Omega \mathsf{ \varrho}), D(\bar{\mathsf{\varrho}},\Omega \bar{\mathsf{\varrho}}),D(\mathsf{ \varrho},\Omega \bar{\mathsf{\varrho}}),D(\bar{\mathsf{\varrho}},\Omega \mathsf{ \varrho}) \bigr) \quad \text{for all } \mathsf{\varrho}, \bar{\mathsf{\varrho}}\in \xi . \end{aligned}$$

Let \(\mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}}\) be a fixed point of ξ. On the contrary, we have \(D(\mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}},\Omega \mathsf{\varrho}^{ \mathfrak{*}})>0\). Then by following the proof of Theorem 3.1, \(D(\mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}},\Omega \mathsf{\varrho}^{ \mathfrak{*}})=0\). Since \(\Omega \mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}}\) is closed, \(\mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}}\in \Omega \mathsf{\varrho}^{ \mathfrak{*}}\). Hence FixΩ is nonempty. □

Theorem 3.4

Let \((\xi , d, \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}})\) be a complete CMS, and let \(\Omega :\xi \longrightarrow C(\xi )\) be a multivalued mapping. Suppose there exist \(\chi \in \phi \), \(\rho \in \mathit{\mathbb{P}}\), and a nondecreasing continuous real-valued function \(F:(0,\infty )\longrightarrow \mathbb{R}\) that satisfy \((\mathbb{F}\mathsf{2}') \). Moreover, L be a real-valued function on \((0,\infty )\) such that the following conditions hold:

\((G_{1})\):

\(F(\varrho )\leq L(\varrho )\) for all \(\varrho > 0\);

\((G_{2})\):

\(H(\Omega \mathsf{\varrho},\Omega \bar{\mathsf{\varrho}})> 0\) implies

$$ \chi \bigl(d(\mathsf{\varrho},\bar{\mathsf{\varrho}})\bigr)+L\bigl(H(\Omega \mathsf{\varrho},\Omega \bar{\mathsf{\varrho}})\bigr)\leq F \bigl\lbrace \rho \bigl(d(\mathsf{\varrho},\bar{\mathsf{\varrho}}),D( \mathsf{\varrho},\Omega \mathsf{\varrho}),D(\bar{\mathsf{\varrho}}, \Omega \bar{\mathsf{\varrho}}),D( \mathsf{\varrho},\Omega \bar{\mathsf{\varrho}}),D(\bar{\mathsf{\varrho}},\Omega \mathsf{\varrho}) \bigr) \bigr\rbrace $$

for all \(\mathsf{\varrho},\bar{\mathsf{\varrho}}\in \xi \).

Also, suppose

$$\begin{aligned} \lim_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}\longrightarrow \infty} \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{\varrho})\leq 1\quad \textit{for all } \mathsf{ \varrho} \in \xi . \end{aligned}$$

Then FixΩ is non-empty.

Proof

Let \(\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}}\in \xi \) be an arbitrary point, and let \(\mathsf{\varrho}_{1}\in \Omega \mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}}\). As in proof of Theorem 3.1, we get a sequence \(\lbrace \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}\rbrace \subset \xi \) such that \(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}\in \Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}\) with \(D(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})>0\),

$$\begin{aligned} d(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})< d(\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}) , \end{aligned}$$

and

$$\begin{aligned} F\bigl(d(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1}, \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}})\bigr)\leq F\bigl(d( \mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}}, \mathsf{\varrho}_{1})\bigr)-( \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-\mathit{ \mathsf{\mathfrak{s}}}_{0})h \quad \text{for all } \mathit{\mathsf{ \mathfrak{s}}}\geq \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{0} . \end{aligned}$$
(29)

Taking the limit as \(\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}\longrightarrow \infty \) in (29), we get \(F(d(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1}, \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}))\longrightarrow - \infty \), and by \((\mathbb{F}\mathsf{2}') \)

$$\begin{aligned} \lim_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}\longrightarrow \infty}d( \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1},\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}})=0. \end{aligned}$$

Now we claim that

$$\begin{aligned} \lim_{{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}},\tau}\longrightarrow \infty}d( \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}, \mathsf{\varrho}_{ \tau})=0. \end{aligned}$$
(30)

If (30) does not hold, then there exists \(\delta >0\) such that for all \(r\geq 0\), we have \(\tau _{k}>\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{k}>r \),

$$\begin{aligned} d(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{\varrho}_{ \tau})< \delta . \end{aligned}$$

Also, there exists \(r_{0}\in \mathbb{N}\) such that

$$\begin{aligned} \lambda _{r_{0}}=d(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}-1}, \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}})< \delta \quad \text{for all } \mathit{\mathsf{ \mathfrak{s}}}\geq r_{0}. \end{aligned}$$

There exist two subsequences \(\lbrace \mathsf{\varrho}_{\tau _{k}}\rbrace \) and \(\lbrace \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{k}} \rbrace \) of \(\lbrace \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}\rbrace \). Then following the proof of Theorem 3.2, we get \(\lim_{k\longrightarrow \infty}d(\mathsf{\varrho}_{ \tau _{k}},\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{k}})= \delta \) and also

$$\begin{aligned} \lim_{{k}\longrightarrow \infty}d(\mathsf{\varrho}_{\tau _{k+1}}, \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{k+1}})=\delta . \end{aligned}$$
(31)

By the monotonicity of F, using \((G_{1})\) and \((G_{2})\), we get

$$\begin{aligned} &\chi \bigl(d(\mathsf{\varrho}_{\tau _{k}},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{k}}) \bigr)+F\bigl(d(\mathsf{\varrho}_{\tau _{k+1}}, \Omega \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{k+1}})\bigr) \\ &\quad = \chi \bigl(d(\mathsf{\varrho}_{\tau _{k}}, \mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{k}})\bigr)+F\bigl(D(\mathsf{\varrho}_{\tau _{k+1}}, \Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{k}})\bigr) \\ &\quad \leq \chi \bigl(d(\mathsf{\varrho}_{\tau _{k}},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{k}}) \bigr)+F\bigl(H(\Omega \mathsf{\varrho}_{ \tau _{k}},\Omega \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{k}})\bigr) \\ &\quad \leq \chi \bigl(d(\mathsf{\varrho}_{\tau _{k}},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{k}}) \bigr)+L\bigl(H(\Omega \mathsf{\varrho}_{ \tau _{k}},\Omega \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{k}})\bigr) \\ &\quad \leq F \bigl\lbrace \rho \bigl(d(\mathsf{\varrho}_{\tau _{k}}, \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{k}}),d( \mathsf{\varrho}_{\tau _{k}},\mathsf{ \varrho}_{\tau _{k+1}}),d( \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{k}}, \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{k+1}}), \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{k+1}},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{k}})d(\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{k+1}},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{k}}) \\ &\qquad {}+\mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{k}},\mathsf{ \varrho}_{\tau _{k}})d( \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{k}}, \mathsf{ \varrho}_{\tau _{k}}),\mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}( \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{k}}, \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{k+1}}) d( \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{k}}, \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{k+1}})+ \mathsf{\mathit{ \mathfrak{f}}} (\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{k+1}},\mathsf{\varrho}_{\tau _{k+1}})d( \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{k+1}}, \mathsf{\varrho}_{\tau _{k+1}}) \bigr) \bigr\rbrace . \end{aligned}$$
(32)

By the continuity of F, taking the limit as \({{k}\longrightarrow \infty}\) and using (31) and (32), we have

$$\begin{aligned} \lim_{k\longrightarrow \infty}\chi \bigl(d(\mathsf{\varrho}_{\tau _{k}}, \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{k}})\bigr)+F(\delta )& \leq F \Bigl\lbrace \rho \Bigl( \delta ,0,0,\delta \lim_{k \longrightarrow \infty} \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}( \mathsf{\varrho}_{{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k}}, \mathsf{\varrho}_{{\tau}_{k}}),\delta \lim _{k\longrightarrow \infty} \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{ \varrho}_{{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k+1}},\mathsf{\varrho}_{{\tau}_{k+1}}) \Bigr) \Bigr\rbrace \\ &\leq F \Bigl\lbrace \delta \rho \Bigl(1,0,0,\delta V \lim_{k \longrightarrow \infty} \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}( \mathsf{\varrho}_{{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k}}, \mathsf{ \varrho}_{{\tau}_{k}}),\delta \lim_{k\longrightarrow \infty} \mathsf{\mathit{ \mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k+1}},\mathsf{\varrho}_{{\tau}_{k+1}}) \Bigr) \Bigr\rbrace . \end{aligned}$$

Since \(\rho \in \mathbb{P}\), we have \(\rho (1,0,0, \lim_{k\longrightarrow \infty} \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k}},\mathsf{\varrho}_{{\tau}_{k}}), \lim_{k\longrightarrow \infty} \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}_{k+1}},\mathsf{\varrho}_{{\tau}_{k+1}}) )\in (0,1]\). Hence

$$ \lim_{S\longrightarrow \delta ^{+}}\inf \chi (s)\leq 0, $$

which is a contradiction to definition of Φ. Therefore (30) is fulfilled and ensures that \(\lbrace \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}\rbrace \) is a Cauchy sequence. Hence there exists \(\mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}}\in \xi \) such that

$$ \lim_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}\longrightarrow \infty} \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}=\mathsf{ \varrho}^{ \mathfrak{*}}. $$

By following the proof of Theorem 3.3 we get \(\mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}}\in \Omega \mathsf{\varrho}^{ \mathfrak{*}}\). □

4 Data dependence

For a metric space \((\xi , d)\) and mappings \(\Omega _{1}, \Omega _{2} : \xi \rightarrow P(\xi )\), the fixed points sets \(\operatorname{Fix}\Omega _{1}\) and \(\operatorname{Fix}\Omega _{2}\) are nonempty. The problem of finding the Pomeiu–Hausdroff distance H between \(\operatorname{Fix}\Omega _{1}\) and \(\operatorname{Fix}\Omega _{2}\) under the condition that for \(s>0\), \(H(\Omega _{1} \mathsf{\varrho},\Omega _{2} \mathsf{\varrho})< s \) for all \(\mathsf{\varrho}\in \xi \), is addressed by many authors. See, for example, [6, 7, 16]. In this section, we give a data dependence result of the established result.

Definition 4.1

Let \((\xi , d)\) be an MS, and let \(\Omega \colon \xi \longrightarrow CL(\xi ) \) be a multivalued operator. Supopse that for all \(\mathsf{\varrho} \in \xi \) and \(\bar{\mathsf{\varrho}} \in \Omega \mathsf{\varrho} \), there exists sequence \(\lbrace \varrho _{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}} \rbrace _{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}} \in \mathbb{N}}\) such that

  1. (i)

    \(\mathsf{\varrho}_{0} = \mathsf{\varrho} \) and \(\mathsf{\varrho}_{1} = \bar{\mathsf{\varrho}}\),

  2. (ii)

    \(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1} = \Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}} \) for all \(\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}} \in \mathbb{N} \), and

  3. (iii)

    the sequence \(\lbrace \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}} \rbrace _{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}} \in \mathbb{N}}\) is convergent, and the fixed point of Ω is its limit.

Then Ω is said to be a multivalued weakly Picard operator (MWP operator). The sequence of successive approximations is defined as a sequence \(\lbrace \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}} \rbrace _{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}} \in \mathbb{N}}\) that satisfies conditions (ii) and (ii) of Definition 4.1.

The main result of this section is as follows.

Theorem 4.1

Let \(( \xi , d ) \) be a CMS, let \(\Omega _{1} , \Omega _{2} : \xi \longrightarrow K(\xi ) \) be multivalued mappings, and let \(\chi \in \Phi \). Let \(F_{1} \) be a real-valued nondecreasing function on \((0, \infty )\), and let \(F_{2} \) be a real-valued function on \((0, \infty )\) satisfying \((\mathbb{F}\mathsf{2}')\) and \((\mathbb{F}\mathsf{3})\) such that χF-contraction is satisfied for \(\Omega _{\mathsf{i}} \), where \(\mathsf{i} \in \lbrace 1 , 2 \rbrace \), and there exists \(\mathsf{\lambda} > 0 \) such that \(H ( \Omega _{1} (\mathsf{\varrho}) , \Omega _{2} ( \mathsf{\varrho}) ) \leq \mathsf{\lambda} \) for all \(\mathsf{\varrho} \in \xi \). For \(\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}}\in \xi \), define a Picard sequence \(\lbrace \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}=\Omega ^{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}} \mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}}\rbrace \) such that

$$ {\sup_{m\geq 1}\lim_{i\longrightarrow \infty}} \frac {\mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{i+1},\mathsf{\varrho}_{i+2})\mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{i+1},\mathsf{\varrho}_{m})}{\mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{i},\mathsf{\varrho}_{i+1})}< 1. $$
(33)

Also, suppose that \(\lim_{\mathsf{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}} \longrightarrow \infty}\mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}( \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{\varrho}) \leq 1\) for all \(\mathsf{\varrho} \in \xi \). Then

\((a)\):

\(\operatorname{Fix} \Omega _{\mathsf{i}} \in \mathit{CL}(\xi )\) for \(\mathsf{i} \in \lbrace 1 , 2 \rbrace \),

\((b)\):

\(\Omega _{1} \), \(\Omega _{2} \) are MWP operators, and

$$ H ( \operatorname{Fix}\Omega _{1} , \operatorname{Fix}\Omega _{2} ) \leq \frac {\mathsf{\lambda}}{1- \max \lbrace \rho _{1} (1,1,1,\zeta +\eta ,0) , \rho _{2} (1,1,1,\zeta +\eta ,0) \rbrace } , $$

where \(\zeta , \eta \geq 1 \).

Proof

\((a)\) Using Theorem 3.1, we have that \(\operatorname{Fix} \Omega _{ \mathsf{i}} \) is not empty for \(\mathsf{i} \in \lbrace 1 , 2 \rbrace \). Now we prove that for \(\mathsf{i} \in \lbrace 1 , 2 \rbrace \), the fixed point set of \(\Omega _{\mathsf{i}} \) is closed. Consider a sequence \(\lbrace \mathsf{\mathsf{\varrho}_{\mathsf{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}}} \rbrace \) in \(\operatorname{Fix}\Omega _{\mathsf{i}}\) such that \(\mathsf{\varrho _{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}} \longrightarrow \mathsf{\varrho} \) as \(\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}} \longrightarrow \infty \). Now

$$\begin{aligned} F_{1} ( H ( \Omega \mathsf{\varrho} , \Omega \bar{\mathsf{\varrho}} ) & \leq F_{2} ( H ( \Omega \mathsf{\varrho} , \Omega \bar{\mathsf{ \varrho}} ) \leq \chi ( d(\mathsf{\varrho} , \bar{\mathsf{\varrho}} ) + F_{2} \bigl( H ( \Omega \mathsf{\varrho} , \Omega \bar{\mathsf{ \varrho}} ) \bigr) \\ & \leq F_{1} \bigl( \rho \bigl( d(\mathsf{\varrho} , \bar{\mathsf{ \varrho}} ) , D (\mathsf{\varrho} , \Omega \mathsf{\varrho}) , D (\bar{\mathsf{ \varrho}} , \Omega \bar{\mathsf{\varrho}}) , D (\mathsf{\varrho} , \Omega \bar{ \mathsf{\varrho}}) , D (\bar{\mathsf{\varrho}} , \Omega \mathsf{\varrho}) \bigr) \bigr). \end{aligned}$$

Since \(F_{1}\) is a nondecreasing function, we have thatfor all \(\mathsf{\varrho} , \bar{\mathsf{\varrho}} \in \xi \),

$$ H ( \Omega \mathsf{\varrho} , \Omega \bar{\mathsf{\varrho}}) \leq \rho \bigl( d(\mathsf{\varrho} , \bar{\mathsf{\varrho}} ) , D ( \mathsf{\varrho} , \Omega \mathsf{\varrho}) , D ( \bar{\mathsf{\varrho}} , \Omega \bar{\mathsf{ \varrho}}) , D ( \mathsf{\varrho} , \Omega \bar{\mathsf{\varrho}}) , D ( \bar{ \mathsf{\varrho}} , \Omega \mathsf{\varrho}) \bigr). $$
(34)

Assume that \(D(\bar{\mathsf{\varrho}},\Omega \bar{\mathsf{\varrho}})>0\). Then there exists \(\mathsf{\varrho}\in \Omega \bar{\mathsf{\varrho}}\) such that

$$\begin{aligned} D(\bar{\mathsf{\varrho}},\Omega \bar{\mathsf{\varrho}})&= d( \bar{\mathsf{ \varrho}},\mathsf{\varrho}) \\ & \leq \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}} (\bar{\mathsf{\varrho}}, \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})d( \bar{\mathsf{\varrho}},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})+ \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}( \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1},\mathsf{ \varrho})d( \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1},\mathsf{\varrho}) \\ &=\mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}} (\bar{\mathsf{\varrho}}, \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})d( \bar{\mathsf{\varrho}},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})+ \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}( \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1},\mathsf{ \varrho})D( \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1},\Omega \bar{\mathsf{\varrho}}) \\ &\leq \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}} (\bar{\mathsf{\varrho}}, \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})d( \bar{\mathsf{\varrho}},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})+ \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}( \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1},\mathsf{ \varrho})H( \Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\Omega \bar{\mathsf{\varrho}}) \\ &\leq \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}} (\bar{\mathsf{\varrho}}, \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})d( \bar{\mathsf{\varrho}},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})+ \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}( \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1},\mathsf{\varrho}) \rho \bigl(d(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}, \bar{\mathsf{\varrho}}),D(\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\Omega \mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}),D(\bar{\mathsf{ \varrho}},\Omega \bar{\mathsf{\varrho}}),D(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\Omega \bar{\mathsf{\varrho}}), \\ &\quad D(\bar{\mathsf{\varrho}},\Omega \mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}) \bigr) \\ &\leq \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}} (\bar{\mathsf{\varrho}}, \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})d( \bar{\mathsf{\varrho}},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})+ \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}( \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1},\mathsf{\varrho}) \rho \bigl(d(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}, \bar{\mathsf{\varrho}}),d(\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}),D(\bar{\mathsf{\varrho}}, \Omega \bar{\mathsf{\varrho}}), \\ &\quad \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}( \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}, \bar{\mathsf{\varrho}})d(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}, \bar{\mathsf{\varrho}})+\mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}} (\bar{\mathsf{\varrho}}, \mathsf{\varrho})D( \bar{\mathsf{\varrho}},\Omega \bar{\mathsf{\varrho}}),d(\bar{\mathsf{\varrho}}, \mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}) \bigr). \end{aligned}$$

Taking the limit as \(\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}\longrightarrow \infty \) in the above inequality, we get

$$\begin{aligned} D(\bar{\mathsf{\varrho}},\Omega \bar{\mathsf{\varrho}})&\leq (1)\rho \bigl(0,0,D(\bar{\mathsf{\varrho}},\Omega \bar{\mathsf{\varrho}}),0+ \mathsf{ \mathit{\mathfrak{f}}} (\bar{\mathsf{\varrho}}, \mathsf{\varrho}_{\mathsf{1}})D( \bar{\mathsf{\varrho}},\Omega \bar{\mathsf{\varrho}}),0 \bigr). \end{aligned}$$

Using Lemma 3.1, \(D(\bar{\mathsf{\varrho}},\Omega \bar{\mathsf{\varrho}})\leq 0\), and hence \(D(\bar{\mathsf{\varrho}},\Omega \bar{\mathsf{\varrho}})=0\). As Ωϱ̄ is closed, \(\bar{\mathsf{\varrho}}\in \Omega \bar{\mathsf{\varrho}}\).

\((b)\) Using Theorem 3.1, we get that \(\Omega _{1} \), \(\Omega _{2} \) are MWP operators. So we have to prove that

$$ H ( \operatorname{Fix}\Omega _{1} , \operatorname{Fix}\Omega _{2} ) \leq \frac {\mathsf{\lambda}}{1- \max \lbrace \rho _{1} (1,1,1, \zeta +\eta ,0) , \rho _{2} (1,1,1,\zeta +\eta ,0) \rbrace } . $$

Suppose \(\mathsf{q} > 1\) and \(\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}} \in \operatorname{Fix} \Omega _{2} \). Then there exists \(\mathsf{\varrho}_{1} \in \Omega _{2} (\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}}) \) such that \(d(\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}} , \mathsf{\varrho}_{1}) = D ( \mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}} , \Omega _{2} (\mathsf{\varrho}_{ \mathsf{0}}))\) and \(d(\mathsf{\varrho}_{1} , \mathsf{\varrho}_{2}) \leq \mathsf{q} H ( \Omega _{1} (\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}}) , \Omega _{2} ( \mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}}) ) \). Now there exists \(\mathsf{\varrho}_{2} \in \Omega _{2} (\mathsf{\varrho}_{1}) \) such that \(d(\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}} , \mathsf{\varrho}_{1}) = D ( \mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}} , \Omega _{2} (\mathsf{\varrho}_{ \mathsf{0}}))\) and \(d(\mathsf{\varrho}_{1} , \mathsf{\varrho}_{2}) \leq \mathsf{q} H ( \Omega _{2} (\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}}) , \Omega _{2} ( \mathsf{\varrho}_{1}) ) \). Also, we get \(d(\mathsf{\varrho}_{1} , \mathsf{\varrho}_{2}) \leq d( \mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}} , \mathsf{\varrho}_{1}) \) and

$$\begin{aligned} d(\mathsf{\varrho}_{1} , \mathsf{\varrho}_{2} ) & \leq \mathsf{q} H \bigl( \Omega _{2} (\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}}) , \Omega _{2} ( \mathsf{\varrho}_{1})\bigr) \\ & \leq \mathsf{q} \rho ( d(\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}} , \mathsf{ \varrho}_{1} ) , D \bigl(\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}} , \Omega ( \mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}})\bigr) , D \bigl(\mathsf{\varrho}_{1} , \Omega ( \mathsf{\varrho}_{1})\bigr) , D \bigl(\mathsf{ \varrho}_{\mathsf{0}} , \Omega ( \mathsf{\varrho}_{1})\bigr) , D \bigl(\mathsf{\varrho}_{1} , \Omega ( \mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}}) \bigr) \\ & \leq \mathsf{q} \rho \bigl( d(\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}} , \mathsf{ \varrho}_{1} ) ,d (\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}} , \mathsf{ \varrho}_{1}) , d (\mathsf{\varrho}_{1} , \mathsf{ \varrho}_{2}) , d (\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}} , \mathsf{ \varrho}_{2}) , d ( \mathsf{\varrho}_{1} , \mathsf{ \varrho}_{1}) \bigr) \\ &\leq \mathsf{q} \rho \bigl(d(\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}}, \mathsf{ \varrho}_{1}),d(\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}}, \mathsf{ \varrho}_{1}),d(\mathsf{\varrho}_{1},\mathsf{ \varrho}_{2}), \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}} (\mathsf{ \varrho}_{\mathsf{0}}, \mathsf{\varrho}_{1})\bigr)d(\mathsf{ \varrho}_{\mathsf{0}}, \mathsf{\varrho}_{1})+\mathsf{\mathit{ \mathfrak{f}}} ( \mathsf{\varrho}_{1},\mathsf{\varrho}_{2}) \\ &\quad d(\mathsf{\varrho}_{1},\mathsf{\varrho}_{2}), 0 ) \\ &< \mathsf{q}\rho \bigl(d(\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}}, \mathsf{ \varrho}_{1}),d(\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}}, \mathsf{ \varrho}_{1}),d(\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}}, \mathsf{ \varrho}_{1}),\mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}} ( \mathsf{ \varrho}_{\mathsf{0}},\mathsf{\varrho}_{1})\bigr)d( \mathsf{ \varrho}_{\mathsf{0}},\mathsf{\varrho}_{1})+ \mathsf{\mathit{ \mathfrak{f}}} (\mathsf{\varrho}_{1},\mathsf{\varrho}_{2}) \\ &\quad d(\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}},\mathsf{\varrho}_{1}), 0 ) \\ &\leq \mathsf{q} d(\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}},\mathsf{\varrho}_{1}) \rho \bigl(1,1,1,\mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}} (\mathsf{\varrho}_{ \mathsf{0}}, \mathsf{\varrho}_{1})\bigr)+\mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}} ( \mathsf{ \varrho}_{1},\mathsf{\varrho}_{2}),0 ). \end{aligned}$$

Hence we get a sequence of successive approximations of Ω starting from \(\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}}\) that satisfies

$$\begin{aligned}& d(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}} , \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1} )\leq \bigl( \mathsf{q} \rho _{1} ( 1,1,1,\zeta +\eta ,0 ) \bigr)^{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}} d ( \mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}} , \mathsf{\varrho}_{1}) \quad \text{for all } \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}} \in \mathbb{N} \\& \quad \Rightarrow \quad d(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}} , \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+\mathit{m}} )\leq \frac { ( \mathsf{q} \rho _{1} ( 1,1,1,\zeta +\eta ,0 ) )^{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}}{1- \mathsf{q} \rho _{1} ( 1,1,1,\zeta +\eta ,0 )} d (\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}} , \mathsf{\varrho}_{1}) \quad \text{for all } \mathit{\mathsf{ \mathfrak{s}}} \in \mathbb{N}. \end{aligned}$$
(35)

Taking the limit as \({\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}} \longrightarrow \infty}\), we conclude that \(\lbrace \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}} \rbrace \) is a Cauchy sequence in \((\xi , d)\) and thus converges to some \(\mathsf{v} \in \xi \). Using the proof of Theorem 3.1, we have \(\mathsf{v} \in \operatorname{Fix}\Omega _{2}\). Taking the limit as \({\mathit{m} \longrightarrow \infty}\), we get

$$ d(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}} , \mathsf{v} ) \leq \frac { ( \mathsf{q} \rho _{1} ( 1,1,1,\zeta +\eta ,0 ) )^{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}}{1- \mathsf{q} \rho _{1} ( 1,1,1,\zeta +\eta ,0 )} d ( \mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}} , \mathsf{\varrho}_{1}) \quad \text{for all } \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}} \in \mathbb{N} . $$

Letting \(\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}=0\),

$$ d(\mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}} , \mathsf{v} )\leq \frac {1}{1- \mathsf{q} \rho _{1} ( 1,1,1,\zeta +\eta ,0 )} d ( \mathsf{\varrho}_{\mathsf{0}} , \mathsf{\varrho}_{1}) \leq \frac {\mathsf{q} \mathsf{\lambda} }{1- \mathsf{q} \rho _{1} ( 1,1,1,\zeta +\eta ,0 )} . $$

Interchange the role of \(\Omega _{1}\) and \(\Omega _{2} \), for each \(\mathsf{v}_{0} \in \operatorname{Fix}\Omega _{1} \), we get

$$ d(\mathsf{v}_{0} , c )\leq \frac {1}{1- \mathsf{q} \rho _{2} ( 1,1,1,,\zeta +\eta ,0 )} d ( \mathsf{v}_{0} , \mathsf{v}_{1}) \leq \frac {\mathsf{q} \mathsf{\lambda} }{1- \mathsf{q} \rho _{2} ( 1,1,1,,\zeta +\eta ,0 )} . $$

So

$$ H ( \operatorname{Fix} \Omega _{1} , \operatorname{Fix} \Omega _{2} ) \leq \frac {\mathsf{q} \mathsf{\lambda} }{ 1- \max ( \mathsf{q} \rho _{1} ( 1,1,1,,\zeta +\eta ,0 ) , \mathsf{q} \rho _{2} ( 1,1,1,,\zeta +\eta ,0 ) )}. $$

By taking the limit as \(\mathsf{q} \longrightarrow 1\) the result is proved. □

5 Strict fixed point and well-posedness

Definition 5.1

Consider an MS \((\xi , d)\), \(\mathbb{B} \in P(\xi ) \), and a multivalued mapping \(\Omega \colon \mathbb{B} \longrightarrow C(\xi ) \). The fixed point problem is said to be well posed for Ω with respect to D if

  1. (a)

    \(\operatorname{Fix}\Omega = \lbrace \mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}} \rbrace \),

  2. (b)

    if \(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}} \in \mathbb{B} \), \(\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}} \in \mathbb{N} \) and \(D(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}} , \Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}) \longrightarrow 0 \) as \(\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}} \longrightarrow \infty \),

then \(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}} \longrightarrow \mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}} \in \operatorname{Fix}\Omega \) as \(\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}} \longrightarrow \infty \) [14, 15].

Definition 5.2

Consider an MS \((\xi , d)\), \(\mathbb{B} \in P(\xi ) \), and a multivalued mapping \(\Omega \colon \mathbb{B} \longrightarrow C(\xi ) \). The fixed point problem is said to be well posed for Ω with respect to H if

  1. (a)

    \(\mathsf{S}\operatorname{Fix}\Omega = \lbrace \mathsf{\varrho}^{ \mathfrak{*}} \rbrace \),

  2. (b)

    if \(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}} \in \mathbb{B} \), \(\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}} \in \mathbb{N} \), and \(H(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}} , \Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}) \longrightarrow 0 \) as \(\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}} \longrightarrow \infty \),

then \(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}} \longrightarrow \mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}} \in \mathsf{S}\operatorname{Fix}\Omega \) as \(\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}} \longrightarrow \infty \) [14, 15].

Theorem 5.1

Let \((\xi , d, \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}})\) be a complete CMS, let \(\Omega :\xi \longrightarrow K(\xi )\) be a multivalued mapping, and let \(F_{1}\), \(F_{2}\) be functions satisfying a χF-contraction. Suppose \(F_{1}\) is nondecreasing, \(F_{2}\) satisfies condition \((\mathbb{F}\mathsf{2}')\) with \(\rho (1,0,0,1,1) \in (0, 1) \), and \(\mathsf{S}\operatorname{Fix}\Omega \neq \phi \). Also, suppose \(\lim_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}} \longrightarrow \infty}\mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{\varrho})\leq 1\) for all \(\mathsf{\varrho} \in \xi \). Then

(a):

\(\operatorname{Fix}\Omega = \mathsf{S}\operatorname{Fix} \Omega = \lbrace \mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}} \rbrace \);

(b):

The fixed point problem is well posed for the multivalued mapping Ω with respect to H.

Proof

(a) Using Theorem 3.2, we conclude that \(\operatorname{Fix} \Omega \neq \phi \). Now we prove that \(\operatorname{Fix}\Omega = \lbrace \mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}} \rbrace \). Using \(\mathsf{(Ni)}\) and \(\mathsf{(Nii)} \), we have

$$\begin{aligned} F_{1}\bigl(H(\Omega \mathsf{\varrho},\Omega \bar{\mathsf{\varrho}}) \bigr)&\leq F_{2}\bigl(H( \Omega \mathsf{\varrho},\Omega \bar{\mathsf{ \varrho}})\bigr)\leq \chi \bigl(d( \mathsf{\varrho},\bar{\mathsf{\varrho}}) \bigr)+F_{2}\bigl(H(\Omega \mathsf{\varrho},\Omega \bar{\mathsf{ \varrho}})\bigr) \\ &\leq F_{1} \bigl\lbrace \rho \bigl(d(\mathsf{\varrho}, \bar{\mathsf{ \varrho}}),D(\mathsf{\varrho},\Omega \mathsf{\varrho}),D( \bar{\mathsf{\varrho}}, \Omega \bar{\mathsf{\varrho}}),D( \mathsf{\varrho},\Omega \bar{\mathsf{ \varrho}}),D( \bar{\mathsf{\varrho}},\Omega \mathsf{\varrho}) \bigr) \bigr\rbrace . \end{aligned}$$

Since \(F_{1}\) is a nondecreasing function, we obtain that for all \(\mathsf{\varrho},\bar{\mathsf{\varrho}}\in \xi \),

$$ H(\Omega \mathsf{\varrho},\Omega \bar{\mathsf{\varrho}})\leq \rho \bigl(d( \mathsf{\varrho},\bar{\mathsf{\varrho}}),D(\mathsf{\varrho}, \Omega \mathsf{ \varrho}),D(\bar{\mathsf{\varrho}},\Omega \bar{\mathsf{\varrho}}),D(\mathsf{ \varrho},\Omega \bar{\mathsf{\varrho}}),D(\bar{\mathsf{\varrho}},\Omega \mathsf{ \varrho}) \bigr). $$

Let \(\mathsf{v} \in \operatorname{Fix}\Omega \) with \(\mathsf{v} \neq \mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}} \). Then \(D(\mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}} , \Omega \mathsf{v} ) > 0 \). Now we have

$$\begin{aligned} D\bigl(\mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}} , \Omega \mathsf{v} \bigr) & = H\bigl( \Omega \mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}} , \Omega \mathsf{v} \bigr) \\ & \leq \rho \bigl(d\bigl(\mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}},\mathsf{v}\bigr),D \bigl( \mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}},\Omega \mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}} \bigr),D( \mathsf{v},\Omega \mathsf{v}),D\bigl(\mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}}, \Omega \mathsf{v}\bigr),D\bigl(\mathsf{v},\Omega \mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}} \bigr) \bigr) \\ & \leq \rho \bigl(d\bigl(\mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}},\mathsf{v}\bigr),0,0,d \bigl( \mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}}, \mathsf{v}\bigr),d\bigl(\mathsf{v}, \mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}}\bigr) \bigr) \\ & \leq d\bigl(\mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}},\mathsf{v}\bigr) \rho (1,0,0,1,1). \end{aligned}$$

As \(\rho (1,0,0,1,1) \in (0,1) \), we have

$$ d\bigl(\mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}},\mathsf{v}\bigr) = D\bigl(\mathsf{ \varrho}^{ \mathfrak{*}},\Omega \mathsf{v}\bigr) < d\bigl(\mathsf{ \varrho}^{\mathfrak{*}}, \mathsf{v}\bigr) , $$

which is a contradiction, and hence \(d(\mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}},\mathsf{v}) = 0 \) and \(\mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}} = \mathsf{v}\).

(b) Let \(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}} \in \mathbb{B}\) and \(\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}} \in \mathbb{N} \) be such that

$$ \lim_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}} \longrightarrow \infty} D ( \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}} , \Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}} ) = 0 . $$
(36)

Now we claim that

$$ \lim_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}} \longrightarrow \infty} d \bigl( \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}} , \mathsf{ \varrho}^{ \mathfrak{*}} \bigr) = 0 , $$

where \(\mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}} \in \operatorname{Fix}\Omega \). If the above equation is not true, then for every \(\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}} \in \mathbb{N} \), there exists \(\boldsymbol{\epsilon} > 0 \) such that

$$ d\bigl(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}, \mathsf{\varrho}^{ \mathfrak{*}} \bigr) > \boldsymbol{\epsilon}. $$

But (36) implies that there exists \(\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{\boldsymbol{\epsilon}} \in \mathbb{N} - \lbrace 0 \rbrace \) such that

$$ \lim_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}} \longrightarrow \infty} D ( \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}} , \Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}} ) < \boldsymbol{\epsilon} $$

for each \(\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}} > \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{ \boldsymbol{\epsilon}} \). Hence for each \(\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}} > \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}_{ \boldsymbol{\epsilon}} \), we obtain

$$ d \bigl(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}} , \mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}} \bigr) = D\bigl(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\Omega \mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}} \bigr) . $$

The compactness of \(\Omega \mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}}\) implies that there exists \(\mathsf{\varrho} \in \Omega \mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}} \) such that

$$\begin{aligned} d \bigl(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}} , \mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}} \bigr) &= D\bigl(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\Omega \mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}} \bigr) = d(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}, \mathsf{\varrho}) \\ &\leq \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})d(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})+\mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}( \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1},\mathsf{\varrho})d( \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}, \mathsf{\varrho}) \\ &=\mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})D(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\Omega \mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}})+\mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}( \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1},\mathsf{\varrho})D\bigl( \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1}, \Omega \mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}}\bigr) \\ &\leq \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})D(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\Omega \mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}})+\mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}( \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1},\mathsf{\varrho})H\bigl( \Omega \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\Omega \mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}}\bigr) \\ & < \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})D(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\Omega \mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}})+\mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}( \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1},\mathsf{\varrho}) \rho \bigl(d\bigl(\mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}, \mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}}\bigr),D(\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\Omega \mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}),D\bigl(\mathsf{ \varrho}^{\mathfrak{*}}, \Omega \mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}}\bigr), \\ & \quad D\bigl(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\Omega \mathsf{ \varrho}^{\mathfrak{*}}\bigr),D\bigl(\mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}}, \Omega \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}} \bigr) \bigr) \\ & \leq \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1})D(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\Omega \mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}})+\mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}( \mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1},\mathsf{\varrho}) \rho \bigl(d\bigl(\mathsf{ \varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}, \mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}}\bigr),D(\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\Omega \mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}),d\bigl(\mathsf{ \varrho}^{\mathfrak{*}}, \mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}}\bigr), \\ & \quad d\bigl(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}, \mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}} \bigr),\mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}\bigl( \mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}}, \mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}\bigr)d\bigl(\mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}}, \mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}} \bigr) + \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}} , \mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}+1} ) D(\mathsf{ \varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}} , \Omega \mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}}) \bigr). \end{aligned}$$

As \(\lim_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}} \longrightarrow \infty} \mathsf{\mathit{\mathfrak{f}}}(\mathsf{\varrho}_{ \mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}},\mathsf{\varrho}) \leq 1 \) and \(\rho (1,0,0,1,1) \in (0,1) \), taking the limit as \(\mathsf{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}} \longrightarrow \infty } \), we get \(d(\mathsf{\varrho}_{\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}}} , \mathsf{\varrho}^{\mathfrak{*}} ) \longrightarrow 0 \) as \(\mathit{\mathsf{\mathfrak{s}}} \longrightarrow \infty \), which is a contradiction. Hence the fixed point problem is well posed for the multivalued mapping Ω with respect to D. Also, \(\operatorname{Fix}\Omega = \mathsf{S}\operatorname{Fix}\Omega \), and hence the fixed point problem is well posed with respect to H. □

6 Conclusion

In this research, we have established some fixed and strict fixed point results on controlled metric spaces. We followed the scheme of Iqbal et al. [10] and used the platform of controlled metric setting, and hence results given in [10] are particular cases of those given in the present paper. We have also provided the well-posedness of the theorems. The data dependence problem of fixed points of the considered mappings is also established. Many nontrivial examples are provided for authentication purposes.