鄒廣玉
(長春工程學(xué)院理學(xué)院,長春130012)
設(shè){Xn,n≥1}是一隨機變量列,記設(shè)Tn是一個統(tǒng)計量(或隨機函數(shù)),可以表示成
其中an>0是常數(shù)列,Rn稱為余項。很多常用的統(tǒng)計量(或隨機函數(shù))可被表示成式(1)的形式,例如U統(tǒng)計量、線性過程、線性模型的誤差方差估計量等。本文將討論這類統(tǒng)計量的乘積的某些極限性質(zhì)。
幾乎處處中心極限定理(ASCLT)是近幾十年來概率論研究的一個熱門方向,由Schatte(1988)在文獻[1]中最早開始研究,在獨立同分布情況下,在比EX1=0,EX=1稍強的條件下證明了
式中:Φ(x)為服從 N(0,1)的隨機變量的分布函數(shù);I(·)為示性函數(shù),下同。
這一結(jié)果后來被稱為獨立同分布隨機變量列的幾乎處處中心極限定理,此后眾多學(xué)者對幾乎處處中心極限定理進行了研究。文獻[2]討論了當(dāng){Xn,n≥1}為獨立同分布隨機變量列時Tn的乘積的幾乎處處中心極限定理,本文在此基礎(chǔ)上得到了{Xn,n≥1}為嚴平穩(wěn)NA序列時Tn的乘積的幾乎處處中心極限定理。
定義1 稱隨機變量序列{Xi,i∈I}是負相伴(簡稱NA)的,如果對于任何兩個使得協(xié)方差存在且對每個變元均非降的函數(shù)G與H,都有
式中I= {1,…,n},A、B為I的兩個不交子集。
稱隨機變量序列{Xi,i∈N}是NA的,如果對任何n≥2,X1,…,Xn都是NA的。
NA序列的定義是20世紀80年代由Alam和Saxena在文獻[3]給出的,它是包含獨立隨機變量序列在內(nèi)的更為廣泛的相依隨機變量類型,在可靠性理論、滲透性理論及多元分析中有重要作用,因此研究其極限性質(zhì)具有重要意義。本文的結(jié)論如下。
定理1 設(shè){Xn,n≥1}是正的嚴平穩(wěn)的NA隨機變量列,滿足EX1=μ>0和VarX1=σ2<∞,記變異系數(shù)其中an>0是常數(shù)列,并假設(shè)下面條件成立
(1)對 某 個 ε > 0,| Cov(X1,Xn+1)|=O(n-1(logn)-2-ε),
那么
引理2[4]設(shè){Xn,n≥1}是嚴平穩(wěn)的NA隨機變量列,滿足EX1=0和,且下文中的C在不同地方代表不同的常數(shù)。我們在證明過程中需要下面幾個引理。
引理1[4]在定理的假設(shè)條件下,有|Cov(X1,Xj)|< ∞,則對任意的0<p<2,有
Sn/n1/p→0,a.s. 當(dāng)n→ ∞ 時。
引理3 在定理的假設(shè)條件下,有
證明:
由引理1,有
于是,對幾乎所有的樣本點ω和任意小的ε>0,存在正整數(shù)N1=N1(ω,ε,x),使得當(dāng)k>N1時有
這樣由式(4)可知式(3)成立,于是證明了引理3。
注意到式(2)等價于
又由引理1知,對于充分大的j,有
于是,對于充分大的j,有
且當(dāng)x→0時,log(1+x)=x+O(x2),故有
于是,對幾乎所有的樣本點ω和任意小的ε>0,存在正整數(shù)N2=N2(ω,ε,x),使得當(dāng)k>N2時有
由引理3即知式(5)成立,這樣就證明了定理。
[1]Schatte P.On strong versions of the central limit theorem[J].Math.Nachr.,1988,137:249-256.
[2]邱瑾,陸傳榮.一類統(tǒng)計量的乘積的漸近性質(zhì)和幾乎處處中心極限定理[J].數(shù)學(xué)物理學(xué)報,2013,33(A):3,475-482.
[3]Alam K,Saxena K M L.Positive dependence in multivariate distributions[J].Comm.Statist.Theory Math,1981,A10(12):1183-1196.
[4]LI Yun-xia,WANG Jian-feng.An almost sure limit theorem for products of sums under association[J].Statist.Probab.Lett.,2008,78(4):367-375.