Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Многомерные предельные теоремы для вероятностей больших уклонений Светулявичене, Виля Казевна

Многомерные предельные теоремы для вероятностей больших уклонений
<
Многомерные предельные теоремы для вероятностей больших уклонений Многомерные предельные теоремы для вероятностей больших уклонений Многомерные предельные теоремы для вероятностей больших уклонений Многомерные предельные теоремы для вероятностей больших уклонений Многомерные предельные теоремы для вероятностей больших уклонений Многомерные предельные теоремы для вероятностей больших уклонений Многомерные предельные теоремы для вероятностей больших уклонений Многомерные предельные теоремы для вероятностей больших уклонений Многомерные предельные теоремы для вероятностей больших уклонений
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Светулявичене, Виля Казевна. Многомерные предельные теоремы для вероятностей больших уклонений : Дис. ... канд. физико-математических наук : 01.01.05.-

Содержание к диссертации

Введение

1. Вероятности больших уклонений в rs при выполнении условия крамера 10

1.1. Формулировка результатов 10

1.2. Леммы 11

1.3. Доказательства теорем 1.1 и 1.2 11

2. Многомерные предельные теоремы больших уклонений в зонах линника 30

2.1. Обозначения и основные результаты

2.2. Доказательства теорем 2.1 и 2.2

2.3. Доказательства теорем 2.3-2.5 52

2.4. Многомерные локальные предельные теоремы для больших уклонений 57

3. О вероятностях умеренных уклонений в R3 61

3.1. Основные результаты и вспомогательные леммы 64

3.2. Доказательства теорем

Литература 81

Введение к работе

І. Пусть Й - евклидово пространство векторов *=(х,

'" . Xм. Xі"

/5 \

?

xz,...,xj с нормой |x|=21xjj

последовательность независимых одинаково распределенных случайных векторов со значениями в Р , с нулевым средним и с единичной ковариационной матрицей. Пусть F(x) - закон распре-деления вектора Л

Положим 5^= Х(1)+... + Хт) ,а (*) и ФМ -функции распределения соответственно 5tx/\ia и нормального вектора с нулевым средним и единичной ковариационной матрицей.

Задача о больших уклонениях в R обычно ставится как нахождение асимптотики ( п -> оо ) вероятностей

*Ч(Аі) » Р{ tyfi Дг} , 3rtfrRS, (I)

в предположении, что последовательность [Dn] выбирается из некоторого класса подмножеств к таким образом, что (I)

СТреМИТСЯ К Нулю При П-»оа ,

В настоящей работе исследуется нормальное приближение для вероятностей (І) в следующих трех случаях:

I). Когда выполнен многомерный аналог условия Крамера, т.е. когда интеграл

Є cLF(x) (2)

сходится для всех (k[, Н>0 .

2). Когда выполнено условие типа Ю.В.Линника, т.е. когда

где ~%d - класс неубывающих функций, удовлетворяющих условиям

д(х) >f(x)lnx , * > СЛ$),

d /у монотонно убывает, а Р(х) - функция, сколь угодно медленно стремящаяся к бесконечности при х-> ( условие (3) было введено С.В.Нагаевым в одномерном случае (см. [23], [64]) и является некоторым ослаблением известных условий Ю.В.Линника ).

3). Когда .FOO при Щ-*** убывает степенным образом.

2. Исследованию вероятностей больших уклонений крамеровско-го типа в одномерном случае посвящено довольно много работ. Первыми результатами в изучении предельных теорем с учетом больших уклонений были работы А.Я.Хинчина [62] и Н.В.Смирнова [48], в которых рассматривались большие уклонения для схемы Бернулли. Первые общие результаты в этом направлении получены Г.Крамером f20] (1938г.). Дальнейшее развитие теории больших уклонений крамеровс-кого типа находим в работах В.В.Петрова [29] - [Зі], В.Статуляви-чуса [68], Л.Саулиса [40] - [42] и др.. В.В.Петров обобщил теорему Крамера на случай неодинаково распределенных величин и заменил порядок роста х= о(Ш)(ап.) на х=о(т) В.Статулявичус доказал общую теорему для любой случайной величины, удовлетворяющей условию Крамера в терминах семиинвариантов. В частности в качестве этой случайной величины можно взять суммы как независимых так и зависимых случайных величин. Л.Саулис получил асимптотические разложения остаточного члена в асимптотике вероятностей больших уклонений.

Общие асимптотические формулы для вероятностей Fa(Da) при п. -> о для некоторых последовательностей [Т>Л подмножеств R. , имеющих "большие отклонения^ от нуля, при

условии (2) получены в работах АА.Боровкова, Б.А.Рогозина [Ю] и А.Б.Нагаева, С.К.Сакояна [24] . Но главный член асимптотики ВерОЯТНОСТеЙ ^ (.) (Щ>И П -» оа ) В УПОМЯНУТЫХ

формулах выписывается аналогичным одномерному случаю образом

только для множеств DsDa » расстояние которых от начала

'/6 , координат не превышает величины а п (в одномерном случае для х - о (nVi) ).

Дальнейшие исследования В.Рихтера [34], Б. фон Бара [59], Л.В.Осипова [28], А.Алешкявичене [і], Л.Саулиса [67j, [45J показали, что для некоторых специальных классов последовательностей {ЪЛ , главный асимптотический член вероятностей (I) можно выразить более "наглядным" образом.

В зависимости от структуры множеств Da можно выделить три случая аналитического выражения асимптотических формул для вероятностей Fri(Dfzj:

1-ый случай ( подкласс выпуклых множеств), когда ряд Крамера достаточно рассматривать в ближайшей точке множества от начала координат, т.е. когда множитель с многомерным рядом Крамера полностью выносится из под знака интеграла.

Исследованию этого случая посвящены работы Л.0сипова[28], А.Алешкявичене [I], Л.Саулиса [67]. Для прямоугольных множеств аналогичные результаты получены Б. фон Баром [59].

2-ой случай (внешности шаров с центрами в начале координат), когда множитель с многомерным рядом Крамера частично выносится из под знака интеграла, т.е. когда остается проинтегрировать его по поверхности единичного шара.

К этому случаю относится работа Б. фон Бара [59].

3-ий случай , когда множитель с рядом Крамера оставляется под знаком интеграла. Такая теорема получена в работе

Б, фон Бара [59J для множеств D /j/:^l* }> R^ln^* являющихся разнастью двух выпуклых множеств.

Ю.В.Линник [21] , [22] ввел ослабление условия Крамера и рассматривал вероятности больших уклонений, когда хе/?1 меняется в зонах [0,11*], о<< < ~ . Работы В.В.Петрова 32] являются развитием исследований Ю.В.Линника и содержат значительное обобщение его результатов. Дальнейшие результаты в этой области находим в работах В.Вольфа [14]-[16], [69], Л.Саулиса [40]-[42]. Во всех работах в оценках остаточных членов фигурировала функция Р(п) , сколь угодно медленно стремящаяся к бесконечности. С.В.Нагаеву [23] удалось функцию f(n) заменить константой. Дальнейшие исследования в этом направлении находим в работах Л.В.Осипова [25], Н.Н.Амосовой [3], В.Вольфа [16],[70]. В терминах семиинвариантов доказана общая лемма (Р.Рудзкис, Л.Саулис, В.Статулявичус [39]), учитывающая большие уклонения как в зоне Крамера, так и в зонах Линника.

Многомерные предельные теоремы больших уклонений в зонах
Линника впервые получены в работах Л.Вилкаускаса [її] -[13].
В.-Д.Рихтер [64] рассматривал вероятности больших уклонений
на прямоугольных множествах, когда случайные векторы удовлет
воряют условию (3). В работах Л.В.Осипова [27]и Л.В.Розовско
го [37] найдены необходимые и достаточные условия для того,
чтобы соотношение —, п' стремилось к единице.

Исследование вероятностей умеренных уклонений в одномерном случае (когда о < х *с\Г&Гп ) было начато Г.Рубином и И.Сатураманом [66]. Дальнейшие результаты в этом направлении находим в работах Н.Н.Амосовой [4]-[7] и А.Сластникова

[46] у [Л?] Обобщение этих результатов на многомерный случай дано в работах А.Слаетникова [47] , В.-Д.Рихтера [65].

Локальные предельные теоремы больших уклонений в одномерном случае рассматривались В.Рихтером [35], когла распределение

Г(х) удовлетворяет условию Крамера и x = o(fn) . рЯд локальных теорем в зонах Линника получен в работах Ю.В.Линника [22], В.В.Петрова [32], [33j, Л.Саулиса [42], В.Вольфа [14], Н.Амосовой [3]и др. . В статье Л.Саулиса [43]при условиях на рост семиинвариантов закона F(x) доказана общая лемма больших уклонений для плотностей.

Многомерные локальные предельные теоремы больших уклонений при выполнении условия Крамера (2) получены в работе В.Рихтера [Зб]. Локальные теоремы умеренных уклонений в R находим в работе Н.Н.Амосовой и В.-Д»Рихтера [8].

3. Перейдем к краткому обзору содержания диссертации.

Леммы

Сначала приведем несколько вспомогательных лемм, которыми будем пользоваться в дальнейшем. Пусть Р(х,у) - расстояние между точками X и u , f -определена на R , ограниченная и измеримая и - обобщенные меры, определенные на классе борелевс-ких множеств в R , К - сглаживающая вероятностная мера, Лемма I«I (см. [бі] , с, 93, следствие II.5, формула 11.25). Пусть (Ч и \ - конечные обобщенные меры, определенные на R , і - положительное число и К - сглаживающая вероятностная мера на R , удовлетворяющая условию Тогда для любой определенной на К вещественной, ограниченной и измеримой по Борелю функции f Лемма 1.2 (см. [38] , леммы 5 и б). Если /53 , то Далее мы докажем одну лемму, которая дает оценку вероятностей FnW для "малого объема" множества && , являющегося подмножеством шара fx.- fx $ 0(п\, Lo 0 . Для любого фиксированного k R , lk{ H , введем вспомогательный закон распределения и рассмотрим последовательность независимых одинаково распределенных случайных s -мерных векторов 2(\ Ї 2,... , с функцией распределения FAx) Через m=гп (h) и Г(М обозначим соответственно среднее и ковариационную матрицу распределения / (х) . Пусть (х) обозначает функцию распределения суммы тогда соотношение указывает на связь между функциями распределения Fn (xj и //XJ (см. [59J , формула (2)). Так как R(o) = i и R(k) непрерывна по h в окрестности нулевой точки, то существует такое число Н0$Н , что u mlk\ H0 будет IRiMj оо и, следовательно, при К Н0 можем взять uiR(h) (берется главное значение логорифма). Разложив функцию vi R(h) в окрестности точки h 0 в ряд по степеням /г имеем - семиинвариант \ -того порядка распределения Fix).

В силу условия (I.I) этот ряд сходится для всех /ftl H Следовательно, а элементами матрицы E(h) являются величины сі Обозначим f= и рассмотрим уравнение Якобианом уравнения (1.10) является "W , непрерывный по h и равный единице в точке k=0 . Поэтому dd E(k)w в некоторой окрестности точки /i=0, и уравнение однозначно обратимо для к и 4Г с достаточно малыми координатами: = отвечает точке 1Ґ= о ; для іг достаточно малой длины (скажем для всех №{ $ i0 , где 0 - достаточно малое положительное число) получаем вектор k достаточно малой длины. Пусть h-h[ ) Является решением уравнения (1.10). Используя алгорифм обращения уравнения (1.10), приведенный в работе [36] , имеем Положим s Обозначим d(ir = (k(.v},v)-ln R{h(v))I \nr\ І tc, тогда Используя метод вычисления аналогичного выражения в работе [56] получаем Здесь 2— ft J - многомерный ряд Крамера, сходящийся при {іг{ Е0 Qv W однородные полиномы 9 -той степени, коэффициенты которых выражаются через семиинварианты распределения F(x) порядка не большего i? . Лемма 1.5. Для борелевского множества D , являющегося подмножеством множества {х- (xsRj П[х.- - $. _ .1., ir= 75 } при некотором a е, ос-(,оии...,аь) и 4 & :о(г1 имеет место соотношение Заметим, что величины, соответствующие символам 0(.) не зависят ни от а ни от множества D Доказательство леммы 1.3. Пусть /i=h(a/ ) является решением уравнения тШ = а . Тогда, согласно (1.7) ( см. также [59] , доказательство леммы I) Оценим Ji . Так как Jx 4-і при xeD-a. , то согласно соотношению (1.9) Из соотношения (I.I4) следует: если ІЩ + ІІҐІ 0 и lQ -- достаточно малая постоянная, то Отсюда, в силу (1.8) и (I.II) Так как- -=0() при хеЭ-сс , то Сравнивая соотношения (I.I7) и (1.18}и учитывая (I.II), нетрудно видеть, что 3) Для вычисления интеграла - воспользуемся леммой I.I. Пусть Согласно (I.II) для хє-а будет \Ш(к,к(%))( = ОМ. Следовательно Отсюда, в силу неравенства (см. [l?J, с. 217) для любых элементов Ц, и 2. множества D - о. получаем Поэтому Оценим J (f;n.) . Имеем где иУп(і) - преобразование Фурье плотности обобщенной меры %r() - характеристическая функция распределения „(х). Сглаживающее распределение ЛМ выберем так, чтобы оно удовлетворяло условию леммы 1,1 и чтобы kt (і) было равно ну- лю при Ш Т= -.

Доказательства теорем 2.1 и 2.2

При доказательстве, не ограничивая общности, будем считать что Х 1 . Доказательство теоремы 2.1. Пусть (см. 2.ID))F(x) - распре- деление на R такое, что Нетрудно видеть, что Фц Ц) является п -той композицией функции (yi . Согласно (2.22) Введем вспомогательную функцию распределения и рассмотрим последовательность независимых одинаково распределенных случайных векторов Z\ Z ,... с функцией распределения ІМ . Через m=m(k) и E(h.J обозначим соответственно среднее и ковариационную матрицу распределения V Cxj При этих обозначениях распределением нормированной суммы = (? + .... +Z -тп) будет распределение Отсюда, ввиду (2.23) Z(la{-b\l3lna) и сначала вычислим п,л. ) » где Ъг ЪПЫг, = { /= /#/ $, «о}. Так как (см. (2.12)) R(o}=i+o(4) и (h) непрерывна по /г в окрестности нулевой точки, то при е\ будет 1$(Ьрс о. Поэтому при heBa можем взять In R(h) (берется главное значение логорифма). Разложив функцию по степеням /1 в окрестности точки /i = 0 , для любого # 0 имеем Нетрудно видеть, что в соотношении (2.26) семиинварианты f У распределения / ( ) можно заменить семиинва- риантами у " г распределения F(xj с погрешностью о - -Ф(П) ) . Следовательно Элементами матрицы E(h) будут величины Далее, согласно (2.25) Пусть = = . Рассмотрим уравнение которое эквивалентно системе уравнений Из соотношений (2.27) и (2.28) следует, что равномерно по h.tbn v якобиан уравнения (2.30) при п- & равен Тогда уравнение (2.30) при достаточно больших п (следовательно при достаточно малых пґ ) в области 5 имеет единственное решение h0- [hoV о hos) . Разложив величины h0 , l- Ть, в ряды по степеням tf (алгорифм разложения hoi или, точнее, алгорифм обращения рядов (2,31) приведен в работе [36]) имеем где д /-%/г. / a,i _ Следовательно h0= 1Ґ+ 0(MZ) , т.е. Далее, пусть ,«ГУ /е Ч- г, 0 - #? ), (2.33) где % - отрезок, содержащий К первых членов многомерного ряда Крамера, который определяется распределением . В дальнейшем будет видно (см. (2.53) и (2.54)), что при U\i Теперь из соотношения (2.29) ввиду (2.30) получаем Вычислим интеграл f± . Поступая аналогично, как и при вычислении соответственного интеграла в работе [і], получаем (см. ft], С. 67 - 69) 2) если множество D таково, что /а/ ШІ и 3) если множество I) таково, что &c=foh0 и а 7 то 4) если множество U таково, что \а\$ , 6=\fnk чает угол между векторами и ), то При вычислении интеграла & в случае, когда / (а/ M=r и выполнено условие (2.1), тоже используем некоторые идеи из работы flj.

Разделим множество Ъ -а. на непересекающиеся подмножества Д—СДПД)- а , где D- - конгруэнтные полуоткрытые кубы со сторонами, параллельными координатным плоскостям и с ребрами длины . Через d- обозначим ближайшую точку мно-жества j от начала координат. Тогда при h. = h0 Сначала вычислим интегралы /2І . Пусть Так как Ь0е 6Л , то при zt 6а имеем, что h0 + ze &а . Отсюда и из соотношений (2.12) и (2.24) получаем, что R kU . Введем вспомогательные независимые случайные векторы распределенные по закону Пусть m=m(2) и E (z-) обозначают соответственно среднее и ковариационную матрицу распределения lV2(x) . Тогда а элементами матрицы Ew(z) будут величины Отсюда Далее рассмотрим функцию являющуюся функцией распределения нормированной и центрированной суммы (_ У(1,+ ... + Положим Т= ф . Так как с -/ =тіа(г(/а/+Жг]1 j) . то r- o при п оо . Составим уравнение rrz(z) = r ze Нетрудно видеть, что настоящее уравнение, как и уравнение (2.30) при i Вп имеет единственное решение 20 = (20(,..., z05) . Как и при получении (2.32), разложив m(z), ze6 , в ряд и воспользовавшись алгоритмом обращения степенных рядов (см. 3б]), находим, что при достаточно больших п Положив в соотношении (2.44) z = za » имеем Дальнейшее вычисление интеграла проводим аналогично вычислению соответственного интеграла из работы [її (см. [і] с.71), в результате чего получаем Отсюда, учитывая неравенства и Из соотношений (2.40), (2.45) и (2.47) следует, что при k=h0 Щ С /е е Ч" -C(i (2.48) Итак, согласно (2.35) и (2.48) Отсюда в силу (2.36) - (2.39) Используя метод вычисления аналогичного выражения в работе [36], получаем, что при /а/$ 4= Для любого Зс о где 9У ъ Q - однородные полиномы Р -той степени, коэффициенты которых выражаются через семиинварианты распределения F(x) порядка не большего . Число -Н в соотношениях (2.51) и (2.52) подбираем ак, чтобы при условиях 2, 3 и 4 выполнялось равенство Отсюда находим, что H-jr j i . При условиях пункта 1, число Х-М0 находим из соотношения п[Ш\Н0н Ш Ш/ = п//3 откуда следует, что н _ р ы ( {\1 Далее из соотношений (2.51) и (2.52) имеем, что при \CL\ І —? и достаточно больших п Наконец, согласно (2.49) - (2. 52) где 3ni eR и является і -той координатой суммы усеченных случайных векторов (см. (2.10)). Далее заметим, что при условиях нашей теоремы, имеет место теорема В.-Д.Рихтера (см. С64], теорема I), согласно которой для всех xeSl± Применив это утверждение к вероятности (2.59) имеем Отсюда и из соотношений (2.58) и (2.59) следует, Следовательно, при = -jtlP и достаточно больших п. Поэтому, согласно условию (2.8), а также (2.53) и (2.54) Следовательно, если то имеет место соотношение (2.61). Пусть теперь к = . Разделим множество I) на непересекающиеся подмножества Вгп ЪПЬ1Ъу\ (%ч}о иИтл, падбираем так, чтобы (m- t) А1 . спс ,. Множество 2Х, 2 $ т или выпуклое, или его можно разделить на конечное число выпуклых множеств, расстояние которых от начала координат не меньше величины (t-i)o = 2М(/а+в). Поэтому для каждого подмножества (а следовательно и для Э д 2 $ ъ па ) при достаточно больших п. можно применить доказанное нами утверждение (2.55).

Многомерные локальные предельные теоремы для больших уклонений

Пусть А , х j.,, - последовательность независимых одинаково распределенных случайных векторов в R с функцией распределения R ) , с ограниченной плотностью р(х) , с нулевым средним и с единичной ковариационной матрицей Е . Через ра(х) обозначим плотность распределения нормированной суммы rn= Sa/fri . Пусть К - класс неубывающих функций $( ) , удовлетворяющих условиям (2.2) - (2.4), и пусть Л (п.) является ре.-, шением уравнения (2.5). Далее будем считать, что выполнено условие (2.1), т. е. Теорема 2.6. Если выполнено условие (2.97) и существует натуральное число п такое, что 5п имеет ограниченную плотность, то для \х\ $ ±iiiii при достаточно больших п. имеет место соотношение где М. [--г1 + L, 00 - плотность 5-мерного стандартного нормального распределения, a Q ( ) - однородные полиномы -той степени, коэффициенты которых выражаются через семиинварианты распределения F(x) порядка, не большего \) Далее рассмотрим последовательность решетчатых случайных векторов Х( Х( ... . Предположим, для простоты, что случайные векторы X , i=4 2,... принимают целочисленные значения к (векторы из R с целочисленными координатами). Пусть ЕХ1=о, pd) = P{X(1)=k}, fj[(k)= Pl$n=&} и распределение векторов является однорешетчатым (см. [36]). Теорема 2.7. Если однорешетчатые векторы удовлетворяют условию (2.97), то для / / 4 , где X = ак = j= , при достаточно больших а имеет место соотношение Величины (х), JM , $v(%.) определены в теореме 2.6. Доказательство теоремы 2.6, Неограничивая общности будем считать п0= і и Щ ы , Пусть Введем функции рА(У) и \(у] следующим образом Ті Положим Согласно (2.103) Так как S /У- монотонно убывает, то ввиду (2.5) для кь&а и М Л (aj Отсюда, при $; , имеем, что /(h,x)Uc(lxl) . Следовательно, в силу (2.97) для UUA(n) и in е. 8R Далее введем вспомогательный закон распределения и рассмотрим последовательность независимых случайных векторов yfV y V... , распределенных по закону ( J . Пусть m m(hj, "(/1) и (х) обозначают соответственно среднее, коварна- ционную матрицу и вероятностную плотность распределения и Ы-Теперь распределением суммы (Чт ... Чт-тп) будет распределение Пусть - /jC ) обозначает вероятностную плотность распределения /%/zM . В силу соотношения (2.104) Следовательно Рассмотрим уравнение Известно, что уравнение (2.109) однозначно обратимо и его решение h0 = h0 (% ] равно Заметим, что /& ah(x) является плотностью распределения нормированной и центрированной суммы независимых одинаково распределенных случайных векторов, имеющих конечные моменты всех порядков.

Согласно локальной предельной теореме для плотностей с учетом оценки скорости сходимости в R5 (см. например [9], [44]) имеем Следовательно, из (2.108), в силу (2.III) и (2ЛІЗ), получаем Поступая как и в работе [36], нетрудно получить, что для любого X 0 при П - оа где Qi(x/tn) - однородные полиномы -той степени, коэффициенты которых выражаются через семиинварианты распределения порядка, не большего \ Число я = м подбираем так, чтобы при Ul $ - Ш имело место соотношение Отсюда находим, что = РгЧ-1 + 4 . В силу (2.115) для 1к\$ Щ= при достаточно больших п. Итак, из соотношений (2.114)-(2.116) при х Ш и а « имеем Остается оценить разность I ра(х.)-рпл( с)\ . Пусть В силу условий (2.2), (2.5) и (2.6) из соотношений (2.119)-(2.121) при достаточно больших п получаем Из соотношений (2.118) и (2.122) следует утверждение теоремы 2.6. Доказательство теоремы 2.7. По-прежнему , пусть Щіі. Положим jM=fXCli , ,xl ACn), (2.123) В силу условия (2.97) и соотношения (2.105) производящая функция моментов существует в области z-h+iit h.6&n, - Ьоо, Производящая функция суммы 2L Х(К равна Гак как Rfe) периодична с периодом 21 і , то ."множив соотношение (2.125) на e (z и проинтегрировав вдоль z = h + ii", t.$ T,ktbnjН имеем Положим х = xnfc- %ї (эти значения принимает нормированная .сумма Za = 5Л/І/7? ). Тогда Далее, вычисляя аналогично Рихтеру [36], при х т и п получаем Разность [Рп[к)-Рп А(#)] оценивается аналогично, как и соответствующая разность при доказательстве теоремы 2,6 (см. (2.I22J. Из соотношений (2.122) и (2.126) следует утверждение теоремы. Пусть Xм, Хи), ... - последовательность независимых одинаково распределенных случайных векторов со значениями в R5 , с функцией распределения F( j , с нулевым математическим ожиданием и с единичной ковариационной матрицей Е . 1-і Будем считать, что случайные векторы Xі, i=f,2,... удовлетворяют условию где СУ о - некоторая постоянная. Теорема 3.1.

Если выполнено условие (3.1), то для множества $ с расстоянием от начала координат р І С \!ln п удовлетворяющего условию (3.2), имеет место соотношение где п= сАгї 2, Х=ггип(, с2-;, о кс1. Следовательно, если, кроме условий теоремы, множество D удовлетворяет условию P((dD)ia) -Теорема 3«2. Если выполнено условие (3.1) и при некотором Ґі0 абсолютно непрерывная компонента распределения суммы За отлична от нуля, то для множества Dc ,5 о » удовлетворяющего условию (3.2), при л- « =» имеет место соотношение Сформулируем несколько лемм, которыми будем пользоваться при доказательствах теорем. Лемма 3.1. Гем. ГбО] ). Если Д = М Х ( . для некоторого , 2 г 3 , то для 1 1 « Ь(2і/гї Здесь {лЩ=їЧ /т), /tf] = Me p{ifr,XwJ}, a , кг и - некоторые положительные постоянные, зависящие лишь от 5 и моментов Л Лемма 3.2 (см. [71] ). Пусть л ,л , ... - последовательность независимых векторов в R , MX -0, Доказательство теоремы 3.1. Достаточно доказать утверждение теоремы для сГ(п) Р sc &iri , где cf(n)-»o достаточно медленно, так как в области 0 о(п) оно следует из ин- тегральной предельной теоремы. Пусть р, = с і in п -і Разделим множество D на непересекающиеся подмножества А Сначала вычислим .(А) . Для этого разделим множество D на непересекающиеся подмножества Д- = Д/ЧД,- , где Dij - конгруэнтные полуоткрытые кубы со сторонами параллельными координатным плоскостям и с ребрами длины Ур . Следова- тельно Оценим 1 п(А;) Пусть точка х = (а-,,..., а.-ъ) является ближайшей точкой множества А.- от начала координат.

Доказательства теорем

В настоящей работе исследуется нормальное приближение для вероятностей (І) в следующих трех случаях: I). Когда выполнен многомерный аналог условия Крамера, т.е. когда интеграл сходится для всех (k[ H , Н 0 . 2). Когда выполнено условие типа Ю.В.Линника, т.е. когда где %d - класс неубывающих функций, удовлетворяющих условиям d /у монотонно убывает, а Р(х) - функция, сколь угодно медленно стремящаяся к бесконечности при х- ( условие (3) было введено С.В.Нагаевым в одномерном случае (см. [23], [64]) и является некоторым ослаблением известных условий Ю.В.Линника ). 3). Когда .FOO при Щ- убывает степенным образом. 2. Исследованию вероятностей больших уклонений крамеровско-го типа в одномерном случае посвящено довольно много работ. Первыми результатами в изучении предельных теорем с учетом больших уклонений были работы А.Я.Хинчина [62] и Н.В.Смирнова [48], в которых рассматривались большие уклонения для схемы Бернулли. Первые общие результаты в этом направлении получены Г.Крамером f20] (1938г.). В.В.Петров обобщил теорему Крамера на случай неодинаково распределенных величин и заменил порядок роста х= о(Ш)(ап.) на х=о(т) В.Статулявичус доказал общую теорему для любой случайной величины, удовлетворяющей условию Крамера в терминах семиинвариантов. Л.Саулис получил асимптотические разложения остаточного члена в асимптотике вероятностей больших уклонений. Общие асимптотические формулы для вероятностей Fa(Da) при п. - о для некоторых последовательностей [Т Л подмножеств R. , имеющих "большие отклонения от нуля, при условии (2) получены в работах АА.Боровкова, Б.А.Рогозина [Ю] и А.Б.Нагаева, С.К.Сакояна формулах выписывается аналогичным одномерному случаю образом только для множеств DsDa » расстояние которых от начала /6 , координат не превышает величины а п (в одномерном случае для х - о (nVi) ). Дальнейшие исследования В.Рихтера [34], Б. фон Бара [59], Л.В.Осипова [28], А.Алешкявичене [і], Л.Саулиса [67j, [45J показали, что для некоторых специальных классов последовательностей {ЪЛ , главный асимптотический член вероятностей (I) можно выразить более "наглядным" образом.

В зависимости от структуры множеств Da можно выделить три случая аналитического выражения асимптотических формул для вероятностей Fri(Dfzj: 1-ый случай ( подкласс выпуклых множеств), когда ряд Крамера достаточно рассматривать в ближайшей точке множества от начала координат, т.е. когда множитель с многомерным рядом Крамера полностью выносится из под знака интеграла. Исследованию этого случая посвящены работы Л.0сипова[28], А.Алешкявичене [I], Л.Саулиса [67]. Для прямоугольных множеств аналогичные результаты получены Б. фон Баром [59]. 2-ой случай (внешности шаров с центрами в начале координат), когда множитель с многомерным рядом Крамера частично выносится из под знака интеграла, т.е. когда остается проинтегрировать его по поверхности единичного шара. К этому случаю относится работа Б. фон Бара [59]. 3-ий случай , когда множитель с рядом Крамера оставляется под знаком интеграла. Такая теорема получена в работе Б, фон Бара [59J для множеств D /j/: l } R ln являющихся разнастью двух выпуклых множеств. Ю.В.Линник [21] , [22] ввел ослабление условия Крамера и рассматривал вероятности больших уклонений, когда хе/?1 меняется в зонах [0,11 ], о . Работы В.В.Петрова 32] являются развитием исследований Ю.В.Линника и содержат значительное обобщение его результатов. Дальнейшие результаты в этой области находим в работах В.Вольфа [14]-[16], [69], Л.Саулиса [40]-[42]. Во всех работах в оценках остаточных членов фигурировала функция Р(п) , сколь угодно медленно стремящаяся к бесконечности. С.В.Нагаеву [23] удалось функцию f(n) заменить константой. Дальнейшие исследования в этом направлении находим в работах Л.В.Осипова [25], Н.Н.Амосовой [3], В.Вольфа [16],[70]. В терминах семиинвариантов доказана общая лемма (Р.Рудзкис, Л.Саулис, В.Статулявичус [39]), учитывающая большие уклонения как в зоне Крамера, так и в зонах Линника. Многомерные предельные теоремы больших уклонений в зонах Линника впервые получены в работах Л.Вилкаускаса [її] -[13]. В.-Д.Рихтер [64] рассматривал вероятности больших уклонений на прямоугольных множествах, когда случайные векторы удовлет воряют условию (3). В работах Л.В.Осипова [27]и Л.В.Розовско го [37] найдены необходимые и достаточные условия для того, чтобы соотношение —, п стремилось к единице. Исследование вероятностей умеренных уклонений в одномерном случае (когда о х с\Г&Гп ) было начато Г.Рубином и И.Сатураманом [66]. Дальнейшие результаты в этом направлении находим в работах Н.Н.Амосовой [4]-[7] и А.Сластникова [46] у [Л?] Обобщение этих результатов на многомерный случай дано в работах А.Слаетникова [47] , В.-Д.Рихтера [65]. Локальные предельные теоремы больших уклонений в одномерном случае рассматривались В.Рихтером [35], когла распределение Г(х) удовлетворяет условию Крамера и x = o(fn) . рЯд локальных теорем в зонах Линника получен в работах Ю.В.Линника [22], В.В.Петрова [32], [33j, Л.Саулиса [42], В.Вольфа [14], Н.Амосовой [3]и др. . В статье Л.Саулиса [43]при условиях на рост семиинвариантов закона F(x) доказана общая лемма больших уклонений для плотностей.

Многомерные локальные предельные теоремы больших уклонений при выполнении условия Крамера (2) получены в работе В.Рихтера [Зб]. Локальные теоремы умеренных уклонений в R находим в работе Н.Н.Амосовой и В.-Д»Рихтера [8]. 3. Перейдем к краткому обзору содержания диссертации. Глава I посвящена исследованию вероятностей больших уклонений в Rs , когда выполнено условие Крамера (2) . Здесь приведены теоремы больших уклонений (теоремы I.I и 1.2 ) для боре-левских множеств D { : [ $tQ(h I » граница которых не является слишком "извилистой". В этих теоремах многомерный ряд Крамера оставляется под знаком интеграла. Заметим, что теорема I.I является обобщением результатов Б. фонБара [59J в том смысле, что мы получили асимптотику вероятностей больших уклонений для более широкого класса борелевских множеств чем у Б. фон Бара [59]. Напомним, что Б. фон Бар исследовал асимптотическое поведение вероятностей (I) только для множеств, являющихся разностью двух выпуклых множеств. В главе 2 рассматриваются вероятности больших уклонений в R5 - типа Линника т.е., когда случайные векторы X , Z=f,2v.. удовлетворяют условию (3). Б этой главе выделен класс выпуклых борелевских множеств, для которых отрезок многомерного ряда Крамера в асимптотике вероятностей (I) достаточно рассматривать в ближайшей точке множества от начала координат ( теоремы 2.1 и 2.2). Далее приведена теорема больших уклонений (теорема 2.5) для внешностей шаров с центром в начале координат. В этом случае множитель с отрезком многомерного ряда Крамера частично выносится из под знака интеграла. Теоремы 2.3 и 2.4 аналогичны теоремам 1,1 и 1.2, но получены при условии типа Линника. В конце этой главы доказаны локальные предельные теоремы больших уклонений в зонах Линника. Основные результаты этих глав опубликованы в работах [49]-[51] и [56]. Глава 3 посвящена изучению асимптотического поведения вероятностей умеренных уклонений для борелевских множеств, граница которых не является слишком "извилистой" и нормальная мера от которых не стремится к нулю слишком быстро. Теорема 3.1 обобщает известные результаты [47] и [65], которые были получены только для внешностей шаров или для вероятностей типаР/" // ґи], ueR при разных определениях нормы [I II (см. [65]).

Похожие диссертации на Многомерные предельные теоремы для вероятностей больших уклонений