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分枝模型的Berry-Esseen界

2021-01-05曾丽徐乐群蔡珊

关键词:泊松三阶分枝

曾丽,徐乐群,蔡珊

(1.长沙理工大学 数学与统计学院,湖南 长沙,410000;2.长沙理工大学 湖南省工程数学建模与分析重点实验室,湖南 长沙,410000)

(1)

则称式(1)为Berry-Esseen不等式。

Berry-Esseen不等式通常用来研究中心极限定理的收敛速率,但在统计估计量等方面也发挥着重大作用。英国的Glaton和Watson建立了G-W过程。模型自建立以来,引起了国内外众多学者的研究兴趣。为了让模型更具实际研究意义,研究者对其进行了扩充,如给出了随机环境中分枝过程(branching process in a random environment,BPRE)、泊松随机指数分枝过程等。G-W过程及其推广过程统称为分枝过程。分枝过程是一种特殊的随机过程,其广泛应用于遗传学、生物学等学科。而分枝模型的Berry-Esseen界是研究分枝模型的大偏差的渐进性质的重要工具。总结分枝模型Berry-Esseen界的国内外动态,对分枝模型Berry-Esseen界的研究提供了新的方法及思路。

1 分枝过程

HEYDE和BROWN[2]在三阶矩有限的条件下证明了上临界分枝过程的中心极限类似物的Berry-Esseen界。

HEYDE和LESLIE[3]改进了文献[2]中三阶矩有限的条件,得到了二阶矩有限的情况下上临界分枝过程中心极限类似物的Berry-Esseen界。

定理2[3]设1

r是任意固定整数,

2 带迁入的分枝过程

定义2[4]若对于n≥1,有

HEYDE和SENETA[5]把文献[2]的结论推广到了带迁入的上临界分枝过程。设迁入分布的均值有限,10。

HEYDE和LESLIE[3]改进了文献[5]中三阶矩有限的条件,得到了二阶矩有界的条件下中心极限类似物的Berry-Esseen界。

定理4[3]设1

r是任意固定整数,

且Φ(x)是N(0,1)的分布函数。

当n→∞时,记un↑1,且vn↑1 。

3 随机环境中分枝过程

记N={0,1,2,…},N*={1,2,…}。设(Ω,F,P)和(Θ,B)分别是概率空间和可测空间。ξ=(ξ0,ξ1,ξ2,…)是一列独立同分布(independent and identically distributed,i.i.d.)的随机变量序列,取值于(Θ,B)。BPRE的模型定义如下。

定义3[6]令{Zn,n=0,1,2,…}为(Ω,F,P)中的随机变量序列,{Xn,i,n=0,1,2,…,i=1,2,…}是一族随机变量序列且定义在N上,并满足

则{Zn,n=0,1,2,…}为BPRE。

logZn=Sn+logWn。

WANG等[7]等把HEYDE和BROWN[2]的结论推广到随机环境,得到了环境独立同分布时W∞-Wn正规化的Berry-Esseen界。

其中按照约定,当k=∞时,Wn+k=W∞。

A1:对于每个k∈N*∪{∞},存在1个常数δ∈(0,1],使得

GRAMA等[6]研究了随机环境中上临界分枝过程的Berry-Esseen界,得到了logZn在退火率P下Berry-Esseen界。

A3:存在1个常数δ∈(0,1],使得

E(X)2+δ<∞。

A4:存在1个常数p>1,使得

定理6[6]在A3和A4条件下,则有

FAN等[8]把Graman0=0的相应结果推广到n0∈N,得到了在n0∈N时ln(Zn+n0/Zn0)的Berry-Esseen界。

定理7[6]若条件A5成立,那么在n∈N0中一致成立:对n≥2,

4 泊松随机指数分枝过程

则称这个连续的过程{ZNt,t≥0}为泊松随机指数分枝过程。

GAO[9]通过Stein方法得到了泊松随机指数分枝过程的对数的Berry-Esseen不等式。

对任意t≥0,定义Yt=ZNt,则

A6:p0=0,m∈(1,∞),σ2=E(Z1-m)2∈(0,∞)。

定理8[9]在条件A6下,有

其中:C是1个正的常数。

5 展望

通过上述Berry-Esseen界的总结,发现几个有待深入研究的问题:

1)把文献[7]中随机环境上临界分枝过程W∞-Wn正规化的中心极限定理的收敛速率的Berry-Esseen界推广到带迁入的情形;

2)把文献[8]中随机环境上临界分枝过程ln(Zn+n0/Zn0)的Berry-Esseen界的结论推广到带迁入中。

若进一步研究分枝模型中Berry-Esseen界,则以下问题有待解决:

1)两性分枝过程Berry-Esseen界的研究;

2)临界多型分枝过程Berry-Esseen界的研究;

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