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行NA阵列随机和的弱收敛性

2021-06-28胡学平王静雅

关键词:单增变元收敛性

胡学平,王静雅

(安庆师范大学数理学院,安徽安庆 246133)

Joag-Dev和Proschan[1]于1983年引入了NA列,定义如下。

定义[1]称随机变量X1,X2,X3,…,Xn(n≥2)是负相关(Negatively Associated,简记为NA)的,若对{1,2,3,…,n}的任意两个不交的子集A1,A2均有Cov(f1(Xi,i∈A1),f2(Xj,j∈A2))≤0,其中fi(i=1,2)是使上式有意义且对每个变元非降(或对每个变元非升)的函数。如果对任意n≥2,X1,X2,X3,…,Xn是NA的,称随机序列{Xn,n≥1}是NA列。

Gut[2]证明了,对0 <p<2,当时,有

其中,{an,n≥1}为常数列,这个结果已被推广到许多不同情形,如文献[3-6]。文献[7]研究了行m-NA随机阵列的完全收敛性,文献[8-9]分别研究了行为NA列的矩完全收敛和矩完全收敛的等价条件。本文研究行NA阵列随机指标部分和的弱大数定律,并推广和改进文献[2,4,5]中的结论。文中{Xnk,n≥1,k≥1}表示定义在同一概率空间的随机变量阵列。I(A)为A的示性函数。约定c表示正常数,且在不同地方可以表示不同的值,即使在同一个式子中也如此。下面先给出相关引理。

引理1[1]设X1,X2,X3,…,Xn,n≥2为NA变量,A1,A2,A3,…,An是集合{1,2,3,…,n}的两两不交的非空子集,记αi=#(Ai),表示集合A中的元素个数。如果fi:ℝαi→ℝ(i=1,2,3,…,m)是m个对每个变元均非降(或对每个变元非升)的函数,则f1(Xj,j∈A1),f2(Xj,j∈A2),f3(Xj,j∈A3),…,fm(Xj,j∈Am)仍为NA变量。此外,如果fi≥0,i=1,2,3,…,m,则还有

引理2[10]设随机序列{Xn,n≥1}的p阶矩存在,且当0 <p≤1时,它是任意随机变量序列;当p>1时,它是NA零均值序列,则对0 <p≤2,存在正常数c(只与p有关),使得

引理3[10]设X1,X2,X3,…,Xn为随机变量,则

引理4设{an,n≥1}为一正的常数列,则对任意实数p,有

证明先证明式(1),有

根据式(1)及an/nδ,单增,当p=2时,有

从而式(2)得证。

下面给出本文的主要结论与证明。

定理1设{Xnk,n≥1,k≥1}是行NA阵列,{an,n≥1}为一正的常数列,且当时,满足an/nδ单增,若

{Nn,n≥1}为一取正整数值的随机变量列,且存在某个单增趋于无穷的正整数列{kn,n≥1},满足

因此只需证明Ii→0(i=1,2),n→∞。对于I2,根据式(3)(4)有

下面证明I1→0,n→∞。令,根据式(4)可得

因此只需证明P(Bn)=o(1),根据Markov不等式、引理2和引理3,可得

根据引理4,{Tnj,n≥1,j≥1}是Toeplitz阵列,又根据式(3)和Toeplitz引理知式(7)的最后一项也趋向于0,从而定理1得证。

推论1在定理1中取,0 <p<2,若,则有

注特别当Nn=kn,m=kn时,NA列为鞅差序列[5]。

推论2设{Xnk,n≥1,k≥1}是一随机变量阵列,{an,n≥1}为一单增正的常数列,且an=O(n),若

{Nn,n≥1}为一取正整数值的随机变量列,且对某个正整数l满足P(Nn>lan)=o(1),则有

其中ℱn,j=σ{Xnk,1≤k≤j,j≥1,n≥1}。

注推论2为文献[4]中的定理2,它是由鞅差序列得出的。本文定理对鞅差序列也成立,其证明的关键是引理2中的不等式对鞅差序列也成立,从而推广了文献[4]中的结论。

推论3设{Xnk,n≥1,k≥1}是行NA阵列,{an,n≥1}为单增正的常数列,且an=O(n),若

{Nn,n≥1}为正整数值的随机变量列,且满足

证明由式(8),对充分大的n及∀ε>0,存在正常数l>c+ε,使得

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