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        NOD誤差下非參數(shù)回歸模型中小波估計(jì)的強(qiáng)相合性

        2020-01-07 06:18:08鄧新桂代運(yùn)許志才
        關(guān)鍵詞:小波定理證明

        鄧新,桂代運(yùn),許志才

        (滁州學(xué)院數(shù)學(xué)與金融學(xué)院,安徽 滁州 239000)

        0 引言

        考慮如下帶有重復(fù)測(cè)量的非參數(shù)回歸模型:

        Y(j)(xni)=g(xni)+e(j)(xni),j=1,2,…,m

        (1)

        其中g(shù)(·)是定義在[0,1]上的未知回歸函數(shù),Y(j)(xni)是在xni處的第j次觀測(cè)值,0≤xn1≤…≤xnn≤1,e(j)(xni)是均值為0的隨機(jī)誤差,m為試驗(yàn)次數(shù).

        沿用文獻(xiàn)[1]中方法,定義g(·)的小波估計(jì):

        (2)

        其中Ai=[si-1,si]是區(qū)間[0,1]上的一個(gè)劃分,xni∈Ai,1≤i≤n,并且k=k(n)>0是僅依賴于n的整數(shù). 小波核Ek(x,s)定義如下:

        其中Z是整數(shù)集,φ(·)是尺度函數(shù).

        在很多統(tǒng)計(jì)問題中,一般假定隨機(jī)誤差是獨(dú)立的,但在實(shí)際應(yīng)用中是不合理的,本文中主要討論較為廣泛的相依誤差結(jié)構(gòu)——NOD(negatively orthant dependent)隨機(jī)誤差,在這種誤差下,研究非參數(shù)模型(1)中未知函數(shù)g(·)的小波估計(jì)(2)的強(qiáng)相合性. 下面給出NOD序列的概念.

        NOD序列是一類包含獨(dú)立和NA(negatively associated)序列在內(nèi)的、更弱的負(fù)相依序列,其研究成果也相當(dāng)豐富. 比如,Volodin[2]建立了Kolmogorov不等式,Asadian等[3]得到了Rosenthal型不等式,Chen等[4]及Wu等[5]研究了完全收斂性及完全矩收斂性,Wang等[6]討論了非參數(shù)回歸模型中估計(jì)量的完全相合性,等等. 本研究將利用NOD序列的Rosenthal型矩不等式和Kolmogorov強(qiáng)大數(shù)定律,建立NOD誤差下模型(1)中小波估計(jì)的強(qiáng)相合性,所得結(jié)果推廣了Zhou等[7]中關(guān)于NA誤差的相應(yīng)結(jié)果.

        接下來,給出本文中用到的隨機(jī)控制的定義.

        定義2稱隨機(jī)變量序列{Xn,n≥1}是被隨機(jī)變量X隨機(jī)控制的,如果存在正常數(shù)C,使得對(duì)任意的n≥1和?x≥0,有P(|Xn|>x)≤CP(|X|>x).

        1 假設(shè)條件及主要引理

        首先給出如下假設(shè)條件.

        A3)g(·)滿足γ>0階Lipschitz條件;

        為證明主要結(jié)果,需要下面的重要引理.

        引理1[9]設(shè)隨機(jī)變量X1,X2,…,Xn是NOD的,f1,f2,…,fn都是非降(或非增)函數(shù),則隨機(jī)變量f1(X1),f2(X2),…,fn(Xn)是NOD的.

        引理5[1]若假設(shè)A4)、A5)成立,h(x)滿足A2)、A3),則

        2 主要結(jié)果及其證明

        定理1的證明首先,借助于凸函數(shù)性質(zhì)及引理4,容易驗(yàn)證

        (3)

        然后,注意到

        (4)

        (5)

        類似可得

        (6)

        最后,所證結(jié)果由(3)、(4)式得到.

        定理2的證明注意到

        (7)

        取0<θ<1,對(duì)于1≤j≤m,令

        從而,由Borel-Cantelli引理,立得I1→0 a.s.,m→∞.

        由此,(7)式成立,該定理得證.

        注2定理2中結(jié)果也同樣適用于獨(dú)立和NA隨機(jī)誤差情形.

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