Файл: Липцер Р.Ш. Статистика случайных процессов. Нелинейная фильтрация и смежные вопросы.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 218
Скачиваний: 0
§ 4] |
СВОЙСТВА НАТУРАЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ |
85 |
|
|
Тогда, |
полагая в (3.59) |
г\ — \ {п) и |
учитывая, |
что |
\\ |
— Щ |
||||||
(Р-п. н.), получим |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
:2 |
|
|
|
=ііш Mg,I |
<rLsupM |;-M i(fl) |
1/2 |
> 1/2 |
|
|
|
||
м ’(«Г |
'<«) |
|
|
|
|
|
||||||
і-» 00 |
іЧп) |
|
|
( M C |
i ) ' B - ( 3 - 6 0 ) |
|||||||
Но |
М£2П>^ |
п < оо, |
поэтому (3.60) |
приводит |
к неравенству |
|||||||
|
< С . |
Наконец, |
по |
лемме Фату |
М£2 = |
М lim Щп) < |
С < оо, |
|||||
что |
и доказывает лемму 3.6. |
|
|
|
|
|
|
Итак, возвращаясь к доказательству леммы 3.5, установим
справедливость неравенства (3.58). |
|
|
|
|
||||||
Из (3.57) вытекает, что найдется такое |
/Ѵ0 < |
оо, что для |
||||||||
всех n ^ N Q |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
М 2 л._2-п |
2_я |
А .,2-п] |
< |
|
(3.61) |
||
|
|
|
|
<=0 |
|
|
|
|
|
|
или, что эквивалентно, |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
00 |
|
|
|
|
|
|
|
|
М S |
[Л(.+|).2_„(н) — Л;..2_„ (п ) ] < С < |
оо. |
|
||||||
Пусть яѵ = |
min (а, N) и я^2_„ = |
М (Л^(п) |.Т,.2_„) — Л,ѵ2_я (я). |
||||||||
Поскольку |
Л(ѵ2_ „(я)^ Д ^ |
< оо, |
то |
применимы |
результаты |
|||||
пункта |
а), |
в соответствии |
с которыми |
|
|
|
||||
|
|
|
|
N |
W |
|
V |
(и ) — |
V |
И )- |
|
|
|
|
П(і+П-2-" + Я /•2 |
:)(Л U+D-2' |
Л і-2' |
||||
Заметим, |
что |
|
|
|
|
|
|
|
||
Л 2 |
+ і ) . 2 |
- « ( « ) - А 1 і-п |
(п) <(Л(.+ 0 |
. 2 _ „ ( ц ) - |
Л,.,-« (и))" |
|
||||
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
*іѴ » = |
М ( |
|
(«) ~ |
(«) I ^ - 2 - ] |
< |
|
|
|
< м [(Л *» - Лг.2_„(«))'ѵ 1^,.2-я] <п(.2-„.
Поэтому согласно (3.61)
со
М [ л ; ( л ) ] г < м 2 ( і и + 1 ) . 2 - , + я , . г - „ ) ( Л „ + І ) . г . „ ( п ) - Л 1 . ! . „ ( / ! ) ) < 2 С .
86 МАРТИНГАЛЫ (НЕПРЕРЫВНОЕ ВРЕМЯ) [ГЛ. 3
где |
мы |
воспользовались тем, что |
|
|
||||
с» |
|
|
|
|
|
|
|
|
М 2 |
|
-^і+ірг- " (А і'+і)'2_ |
|
я |
= |
|
||
i=о |
|
|
oo |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
^ |
M |
_2 M {л(г+1).2-и [^(( +l)-2~n |
A i-2~n |
I ^i.2-»} = |
|||
|
|
|
|
CO |
|
|
|
|
|
= |
M |
2 M (Я({+]).2-п I |
i.2~n) ІА(І+l)-2_n |
^l-2~n(tt)) ^ |
|||
|
|
|
|
OO |
|
|
|
|
|
|
|
|
M 2 |
|
Я;-2—f! (у4((+1).2— (^) |
n(^)) ^ C. |
|
|
|
|
|
t=0 |
|
|
|
|
Итак, |
M [Л^(п)]2 < 2C < |
|
oo, и по лемме Фату М [Лте (я)]2<ДС |
|||||
для |
всех |
n i ^ N 0. |
|
|
двух вспомогательных предло |
|||
4. |
|
|
Для формулировки еще |
жений, используемых при доказательстве теоремы 3.11, введем
некоторые |
обозначения. |
At, |
0, и |
построим по |
нему суб |
|||||
Рассмотрим процесс |
||||||||||
мартингал (An(t), £Гt), |
|
0, |
полагая |
|
|
|
|
|||
|
|
4 ( 0 = М [ И ф|г(О| ^ ] , |
|
|
(3.62) |
|||||
где q>n(t) — (k + 1) 2—", |
если |
kT~n ^ |
t < (6 + |
1) 2“ ". |
Согласно |
|||||
теореме 3.1 можно считать, что траектории An(t), |
0, |
непре |
||||||||
рывны справа Р-п. н. и имеют пределы слева |
в каждой |
|||||||||
точке t^ O . |
|
|
|
|
|
0). Тогда из леммы 1.9 |
||||
Пусть т — м. м. (относительно (5^), |
||||||||||
и определения условного |
математического ожидания |
нетрудно |
||||||||
вывести, |
что |
|
|
= М[Лф|г(т)|<Гт]. |
|
|
(3.63) |
|||
|
|
Л„(г) |
|
|
||||||
Для |
каждого е > 0 определим |
|
|
|
|
|||||
|
|
Ѵ Е= |
inf {t: An{t) — At >e}, |
|
|
(3.64) |
||||
полагая |
т„,е = + оо, |
если |
множество |
{•} в (3.64) пусто. |
Ясно, |
|||||
что т„,е < т „ +ЬЕ (Р-п. н.). |
Положим те = lim хп<е. |
|
|
|||||||
Л е м м а |
3.7. Для |
|
|
|
|
П-> ОО |
|
|
|
|
всех п = 1, 2, ... |
|
|
|
|||||||
М [А%в — Ахп J |
^ |
еР (тЕ< оо) -|- М [Лте |
A<f,n (тЕ)]. |
(3.65) |
||||||
Д о к а з а т е л ь с т в о . |
|
Имеем |
|
|
|
|
||||
И |
А х г ~ А х п, е = |
И Д ~ |
A<fn (Д)] + |
И<Д (Д) — А х п, J |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М\ ы |
|
ММ1 Д ( . . , І Г Ѵ .1 > |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
> м м 1 \ л ѵ . ) ! г ѵ . ] = м л » (ѵ .> |
§ 4] |
СВОЙСТВА НАТУРАЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ |
87 |
|
|
|
Поэтому, учитывая, |
что An( t ) ^ A t (Р-п. |
н.), ^ > 0 , |
получаем |
||||||||||
М1\ |
,] > МI '4 - Л»„ Ң)I + МI ■4.(V.)- Л, |
1> |
||||||||||||
|
|
5* М М . |
л « „ (О І+ |
.1 |
К |
К |
, , ) - ' 4.„,,]<гр: |
|
||||||
|
|
е |
|
ѵл І ‘еЛ ' |
{хе < °°} |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
> м м . |
|
фп (те) |
+ еР (Те < °°)> |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
где мы воспользовались тем, |
что в силу непрерывности справа |
|||||||||||||
процессов An(t) |
и At, |
0, |
на множестве |
{те < |
оо} |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
(Лі, е) |
|
е ^ |
|
|
|
|
|
||
|
Л е м м а 3.8. |
Пусть |
At, t ^ O , |
— натуральный |
процесс, |
отве |
||||||||
чающий регулярному |
потенциалу |
П = |
(я,, |
5^(), |
и МЛ^ < оо. |
|||||||||
Тогда для всех п = 1, |
2, . . . |
и любого е > |
0 |
|
|
|
||||||||
|
оо |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М J [ Л ,- Л ,_ Ы Л ,< Н т {еМЛТге_е + |
М [Л^Л*, - |
Лт„.е)1}. (3.66) |
||||||||||||
|
0 |
|
|
П-> ОО |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д о к а з а т е л ь с т в о . |
Положим |
Д„_ |
= {/: k ■2~" < t < |
||||||||||
< |
(/г + |
1) 2-гг}. Поскольку для |
t <= Д„. *, |
процесс (Л„ (/), 5^) |
обра |
|||||||||
зует мартингал, а процесс (Л;, #",), |
/ > 0 , натуральный, |
то из |
||||||||||||
леммы 3.2 нетрудно вывести, что |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
М |
J |
An(t)dAt = M |
|
I |
Л„(/ —) dAt. |
|
|
|||||
|
|
|
&п, к |
|
|
|
Ап, k |
|
|
|
|
|
|
|
Следовательно, |
оо |
|
|
|
|
оо |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
M j |
Aa( t - ) d A t = |
М | |
|
An{t)dAt. |
|
|
(3.67) |
|||||
|
|
|
о |
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
С другой стороны (ср. с (3.54)), |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
М |
J |
Л>(/)^ , = Іігп М и Д № + І)-2 -“ -е )[Л ,і+ м _ „_ ,-Л і .г_я]). |
||||||||||||
|
дя.* |
|
£ѵ° |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(3.68) |
|
Но при е j 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Ап((^ + П • 2 |
б) = М [24(ä+1).2_« I ^"(fc+i).2-n-e] |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
—> М[Л(й+1).2_п j ^"(fe+|).2-»-| ^ |
Ай+1)-2-,г’ |
||||||||
так как величина Л(й+І).2_п |
является |
iF"(ft+1),2- л-измеримой со |
||||||||||||
гласно |
теореме |
3.10. |
|
|
(я<1 |
|
t), |
С^О, является |
регуляр |
|||||
|
Поскольку потенциал П = |
|
||||||||||||
ным, то МЛ; = |
МЛ^ — Мл; является |
непрерывной функцией и |
88 |
МАРТИНГАЛЫ (НЕПРЕРЫВНОЕ ВРЕМЯ) |
[ГЛ. 3 |
|
следовательно, |
для каждого t > 0 |
Р(Л, = Л ,_ )= 1 . |
(Заметим, |
что Лг_ = 1ітЛ<, существует для |
каждого t > 0, |
поскольку |
Л5~ М [Л^ \&~s]—ns, а я <_ = 1 іт ns и М [Лм \&~* _ ]= Ііт М [Л ^ \ T S] |
||||||||||||||
существуют по следствию |
s^t |
|
|
|
|
s^t |
|
|||||||
1 теоремы 3.2 и по теореме 1.5 соот |
||||||||||||||
ветственно.) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Далее, Л(4+]).2_п_е ->Л((А+1)-2_П)_, е->0, где, согласно ска |
|||||||||||||
занному, Р (Л((А+1).2_„)_ = |
Л^+І).2_„)=1. Поэтому, если М Л ^< оо, |
|||||||||||||
то из (3.68) следует, что |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
М / |
|
(О dAt = |
М {Л(й+1),2-п[Л(й+1)>2-я |
-^Ä-2-n]}> |
|
|||||||
и, |
значит, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
оо |
|
|
оо |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М J |
Ап (t) dAt — |
|
М {А(/г+І^3- п[Л((5,+]),2-n |
|
(3.69) |
|||||||
|
|
|
Ö |
|
|
Ä=0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Отсюда |
с учетом (3.67) получаем |
|
|
|
|
|
||||||||
|
оо |
|
|
|
оо |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
^ |
1 |
|
|
|
iL |
^ |
{^(fe+l)-2~"\^(k+\)-2~n |
^k-2~n]} ~ |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
00 |
|
|
|
|
oo |
|
|
|
|
|
|
|
= |
lim M |
Г |
Ля (0^Л (= 1 і т |
M |
Г |
Л„(<—)гіЛ„ |
(3.70) |
|||
|
|
|
|
|
М->оо |
g |
|
|
П-> оо |
|
^ |
|
|
|
а |
следовательно, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
оо |
|
|
|
|
|
оо |
|
|
|
|
|
|
|
М f |
[At — At-} dAt = limM Г [An{ t —) — At-]d A t. |
(3.71) |
||||||||||
|
Для получения неравенства (3.66) преобразуем в (3.71) пра |
|||||||||||||
вую часть. |
Имеем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
° ° |
|
|
|
|
|
|
Х П , |
Е |
|
|
|
|
|
М { |
[An( t - ) - A t-]dAt = |
M $ |
[An{ t - ) - A t-\dA t + |
|
||||||||||
|
о |
оо |
|
|
|
|
о |
|
|
оо |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
+ |
М |
J |
{An{ t ~ ) - A t-}dA t ^ M |
A Xn е + |
М |
j |
An( t - ) d A t. (3.72) |
|||||||
|
|
хп, |
Е |
|
|
|
|
|
|
|
хп, |
Е |
|
|
|
Положим |
Bt — М(Л00 \9~t). |
Тогда, очевидно, |
Bt- ^ Ап{t —), |
||||||||||
и, значит (см. (3.19)), |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
оо |
|
|
|
|
оо |
|
|
|
|
|
|
|
М J Л „(^ -)^ Л ,< М [ Д _ і Л <-=М[Лк,(Лоо — ЛѴе)]. (3.73)