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摘要:本文由分組M-正交隨機(jī)場(chǎng)的MenshovRademacher強(qiáng)極限定理和Martikainen的Abel引理,給出分組M-正交隨機(jī)場(chǎng)部分和上升的階的一個(gè)估計(jì)。
關(guān)鍵詞:隨機(jī)場(chǎng);M-正交;部分和上升的階
一、 引言
Petrov[1]研究了正交隨機(jī)變量序列部分和上升的階的問題。后來(lái),O. I. Klesov在文獻(xiàn)[2]討論了隨機(jī)場(chǎng)的收斂速度,文獻(xiàn)[3]研究了正交隨機(jī)場(chǎng)部分和上升的階。本文,將要研究分組M-正交隨機(jī)場(chǎng)部分和上升的階。
定義1.1隨機(jī)序列(Xkl),k,l∈N稱為M-正交隨機(jī)變量序列,如果
EXk1l1Xk2l2=0(1.1)
對(duì)所有滿足max|k1-k2|>M,max|l1-l2|>M的k1,k2,l1,l2都成立,且k1,k2,l1,l2∈N。
下面給出一個(gè)相對(duì)較弱的M-正交的定義。
定義1.2對(duì)于自然數(shù)列(βk),(β~k)↑∞,稱(Xmn)在分組[βk,βk+1)×[β~l,β~l+1),k,l∈N上是M-正交的,即隨機(jī)變量(Xmn)關(guān)于指標(biāo)(m,n)∈[βk,βk+1)×[β~l,β~l+1),k,l∈N是M-正交的。
此定義和一維隨機(jī)變量的情形是一致的,見參見文獻(xiàn)[1]。此定義允許隨機(jī)變量在不同區(qū)間內(nèi)可以任意相依,當(dāng)βk=β~k=2k,k∈N時(shí),更為特殊。
而對(duì)于場(chǎng){Xmn}的部分和我們記為Smn=∑mi=1∑nj=1Xij,且令B(m,n)=∑mi=1∑nj=1EX2ij。
首先,我們介紹場(chǎng)的單調(diào)性的概念。場(chǎng){c(m,n)}稱為保序的,若對(duì)所有的m≤m′,n≤n′有
c(m,n)≤c(m′,n′)
當(dāng)對(duì)所有的m≥1,n≥1,都有Δc(m,n)≥0,那么,稱場(chǎng){c(m,n)}有非負(fù)的增量。其中
Δc(1,1)=c(1,1),當(dāng)m>1時(shí),Δc(m,1)=c(m,1)-c(m-1,1),
當(dāng)n>1時(shí),Δc(1,n)=c(1,n)-c(1,n-1),
當(dāng)m,n≥1時(shí),Δc(m,n)=c(m,n)-c(m-1,n)-c(m,n-1)+c(m-1,n-1)
顯然,所有非負(fù)增量的場(chǎng)都是保序的。反之,不一定成立。
引理1.1設(shè)隨機(jī)場(chǎng){Xmn}是中心化的,即EXmn=0,且在[2k,2k+1)×[2l,2l+1)上是M-正交的,并設(shè)Φ(·),Ψ(·)是定義在[0,∞)上的嚴(yán)格增且正的無(wú)界函數(shù),{kn}∞0,{ln}∞0是嚴(yán)格增的整數(shù)序列,其中k0=l0=0。當(dāng)km=lm=2m,m∈N時(shí),滿足下面的式子
limm→∞supΦ(2m+1)Φ(2m)<∞和limm→∞supΨ(2m+1)Ψ(2m)<∞;limm→∞infΦ(2m+1)Φ(2m)>1和limm→∞infΨ(2m+1)Ψ(2m)>1
如果,
∑∞i,j=1(Φ(i)Ψ(j))-2(log22i)2(log22j)2E|Xij|2<∞(1.2)
那么
limm,n→∞1Φ(m)Ψ(n)∑m,ni,j=1Xij=0 a.s.(1.3)
可以看出Φ(m)Ψ(n)是一個(gè)場(chǎng),我們記c′(m,n)=Φ(m)Ψ(n),此引理見文獻(xiàn)[4]。下面,我們給出場(chǎng)的特征(示性)的概念。
假設(shè){b(m,n)}為一非隨機(jī)的非負(fù)場(chǎng),它在N2的有限子集上產(chǎn)生了一測(cè)度B,即對(duì)任何有限集合DN2,有B(D)=∑(i,j)∈Db(i,j)。為了完善起見,令∑(i,j)∈b(i,j)=0。若場(chǎng)的部分和為B(m,n),即B(m,n)=∑mi=1∑nj=1b(i,j)。我們定義其測(cè)度為B(∏(m,n)),其中∏(m,n)={(i,j):1≤i≤m,1≤j≤n}。
對(duì)于固定的x,考慮集合D=D(x)={(i,j):B(i,j)≤x},且集合D的測(cè)度為B(D(x))。特別地,對(duì)一些(m,n)∈N2,如果x=B(m,n),那么
B′(m,n)=B(D(B(m,n)))
就稱為場(chǎng){b(m,n)}的特征(示性)。
引理1.2假設(shè){b(m,n)}是一非負(fù)場(chǎng),{B(m,n)}是它的部分和,{B′(m,n)}是它的特征(示性),假設(shè)limm,n→∞B(m,n)=∞。那么對(duì)所有的ψ∈Ψc有,
∑∞m=1∑∞n=1b(m,n)B′(m,n)ψ(B′(m,n))<∞(1.4)
此引理拓展了Able引理在雙指標(biāo)的和的情況,但是,示性B′(m,n)似乎可以替代B(m,n)。按上述方法定義的雙指標(biāo)和示性,產(chǎn)生了引理1.2中序列直接模擬的問題。定義序列{Bk}的示性為B′k,可見,當(dāng)k≥1時(shí),有B′k≤Bk。從而,引理1.2包括了Able引理,是它的推廣。
二、 主要結(jié)論
定理2.1設(shè)隨機(jī)場(chǎng){Xmn}在[2k,2k+1)×[2l,2l+1)上是M-正交的、中心的,部分和為{Smn}。假設(shè)B(m,n)=∑mi=1∑nj=1EX2ij,{B′(m,n)}是場(chǎng){b(m,n)}的特征(示性)。若B′(m,n)與ψ(B′(m,n))可以變量分離出關(guān)于m和n的項(xiàng),且limm,n→∞B(m,n)=∞,那么,對(duì)一切ψ∈Ψc有
limm,n→∞Smn(B′(m,n)ψ(B′(m,n)))1/2(log22i)(log22j)=0 a.s.(2.1)
其中Ψc是非負(fù)、非降的函數(shù)的集合:Ψc=ψ:∑∞n=n01nψ(n)<∞,對(duì)一些n0≥1。
例如:設(shè)B(m,n)=m+n,顯然在這種情況下b(i,j)=0,max(i,j)>11,其他。由于
B(D(x))=∑i≤[x]b(i,1)+∑j≤[x]b(1,j)~x,那么 B′(m,n)~mn。特別的,令ψ(x)=|x|ε。則endprint
c(m,n)=(mn|mn|ε)1/2(log22i)(log22j)。
從而,由引理1.2得
∑∞m=1∑∞n=1EXmn2c2(m,n)(log22i)2(log22j)2
=∑∞m=1∑∞n=1EXmn2B′(m,n)ψ(B′(m,n))
=∑∞m=1∑∞n=1EXmn2x|x|ε
<∞(2.2)
故由引理1.1得
limm,n→∞Smn(mn|mn|ε)1/2(log22i)(log22j)=0(2.3)
推論2.1設(shè){Xmn}和{Smn}滿足定理2.1的條件,若對(duì)所有的(m,n)∈N2,有EX2mn=1。那么,對(duì)一切ψ∈Ψc有
limm,n→∞Smn(mnψ(m,n))1/2(log22i)(log22j)=0 a.s.(2.4)
定理2.1的證明:
證明:首先,定義場(chǎng)
c(m,n)=(B′(m,n)ψ(B′(m,n)))1/2(log22i)(log22j)(2.5)
顯然它是保序的,它屬于場(chǎng)c′(m,n)=Φ(m)Ψ(n),而B(m,n)=∑mi=1∑nj=1EXij2
故由引理1.2得
∑∞m=1∑∞n=1EXmn2c2(m,n)(log22i)2(log22j)2
=∑∞m=1∑∞n=1EXmn2B′(m,n)ψ(B′(m,n))<∞(2.6)
再由引理1.1可以得到本定理結(jié)論。
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