ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.10.2024
Просмотров: 100
Скачиваний: 0
СЛУЧАЙНЫЕ |
РЯДЫ |
В ГИЛЬБЕРТОВОМ ПРОСТРАНСТВЕ |
|
49 |
||||||||||
где т) = |
(1 — Я2 )2 |
min (1/3, 1/С), |
a |
v — произвольное |
нату |
|||||||||
ральное |
число. |
В частности, |
если |
и,, |
|
«„, . . . |
—век |
|||||||
торы из |
Н, а г{, |
..., |
е„, . . . |
— последовательность |
Раде- |
|||||||||
махера, |
то |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р(Цв,и1 + . . . + e v « v | | > |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
> Я (|| щ |Р + |
. . . |
+ 1 | « v |
IP)"2) > |
у (1 - |
Я2 )2 . |
(2) |
|||||||
Д о к а з а т е л ь с т в о . |
Рассмотрим |
случайную |
вели |
|||||||||||
чину X = || Xi + |
. . . + |
XJI 2 |
и |
применим |
неравенство |
I I |
||||||||
(см. стр. |
19) в форме |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
р (х > |
|
(X)) > ( |
1 - |
я2 )2 |
f i g j - ; |
|
|
|
|||||
Имеем |
g(X) |
= |
V(X,) |
+ |
|
... |
+ |
V(XV), |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
||||||||||
|
&(х2)= |
|
2 |
&((Хп„ |
|
ХпМХъ, |
|
Хпд). |
|
|
|
|||
Если одно из |
П/ отлично от других, то |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
#((*„„ |
ХПг){ХПз, |
*„,)) = |
0. |
|
|
|
||||||
Следовательно, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
<8 (X2) = 2 ё |
(|| Хп |
П + 2 |
1 < |
2 |
Re Ш ((Хп, Xmf) |
+ |
|
|||||||
|
л=1 |
|
|
|
|
n < m < v |
|
|
|
|
|
|||
+ |
ar (I |
|
* „ ) |
I2) + |
<r (II х„ |р) s |
(|| |
z m |p)) |
< |
|
|
||||
< C 2 F 2 |
( Z „ ) + |
6 |
|
2 |
|
|
|
v{x„)V(xm)< |
|
|
||||
|
n=l |
|
|
|
|
1 < |
n < m < v |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
< s u P ( 3 , o ( i |
|
v w ) , |
||||
откуда вытекает неравенство (1). |
|
|
|
|
|
|
||||||||
Мы уже отмечали, |
что неравенство (2) играет фун |
|||||||||||||
даментальную |
роль |
в |
работе Пэли и Зигмунда. Нера |
|||||||||||
венства |
(1) и (2) будем называть неравенствами Пэли — |
|||||||||||||
Зигмунда. Они имеют несколько приложений. |
Здесь |
|||||||||||||
мы рассмотрим лишь проблему ограниченности для |
ряда |
оо
2-Хп и приведем некоторое обращение теоремы 2,
50 ГЛАВА II I
Т е о р е м а |
4. Предполоэюим |
снова, |
что || Xn |
|| е |
L 4 (Q), |
||||
& { Х П ) |
= 0 |
и |
&{\\ХП\?ХСУЦХП) |
для |
любого |
п. |
Пред- |
||
полооким, |
что ряд ^Хп |
п. н. S-ограничен, |
где S — дан- |
||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
оо |
|
|
ная |
матрица |
суммирования. |
Тогда |
2 V (Хп) |
< оо . |
||||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
оо |
|
|
|
|
|
|
В частности, |
если ряд 2 |
± ип |
п- «• |
S-ограничен, |
то |
||||
оо |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 | | И я 1 Р < « > . |
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д о к а з а т е л ь с т в о . |
Мы уже знаем, |
что |
результат |
||||||
не зависит |
от 5 (теорема |
1 гл I I , стр. 26). |
Тем'не |
менее |
мы предпочитаем дать прямое доказательство, не зави
сящее |
от |
результатов |
гл. I I . Пусть, |
как и на |
стр. 24, |
||||||
S = (anm). |
Положим |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Env |
= |
{IJ2 |
anmXm |
I > |
Я. ( a 2 m n |
V |
(Xm)J |
}, |
|
|
|
|
|
|
|
|
оо oa |
|
|
|
|
|
|
En |
= |
lim Env |
= |
f | |
[JEnv, |
|
|
|
|
|
|
£ |
= |
li m |
En. |
|
|
|
|
|
|
|
Согласно |
|
Л1->оо |
|
имеем |
Р (£,iv) > |
"Л- |
Следовательно, |
||||
теореме 3, |
|||||||||||
Р (£„) > т] и Р (£) > |
т). Так как мы предположили, |
что |
|||||||||
оо |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ряд 2i |
|
п. н. |
S-ограничен, то существуют |
со е £ |
и |
||||||
Ь > 0, |
такие, |
что ряд |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
оо |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 an m Xm (co) |
сходится ( я = 1 , 2, . . . ) |
|
|
||||||
|
m=l |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 а л |
А М < 6 |
( л = 1 , 2, . . . ) . |
|
|
|||||
|
|
I m=i |
|
|
II |
|
|
|
|
|
СЛУЧАЙНЫЕ РЯДЫ В ГИЛЬБЕРТОВОМ ПРОСТРАНСТВЕ |
51 |
Для любого |
п, такого, что |
ю е= Еп, |
включение со е= Env |
имеет место |
для бесконечно |
многих |
v и поэтому |
|
л-2 2 |
almV{Xm)<b\ |
|
|
m=l |
|
|
Это неравенство справедливо для бесконечно многих п. Поскольку lim апт = 1 для каждого т, то из указан-
Л - » оо
ного неравенства следует
|
|
|
я2 |
|
2 |
^ (*,„)< &2 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
т=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
доказательство закончено. |
|
|
|
|
|
||||||
|
Согласно |
закону нуля |
и единицы, |
отсюда |
вытекает, |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
оо |
|
|
|
|
в |
частности, |
|
следующее: |
если |
2 I Iи |
п II2 = |
0 0 . |
то |
ряд |
|||
Радемахера |
со |
|
|
|
S-неограничен |
(т. е. не |
является |
|||||
2 ± w n п- н- |
||||||||||||
|
|
i |
|
|
|
В |
качестве типичного |
приложе- |
||||
п. н. S-ограниченным). |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
оо |
|
|
|
ния этого утверждения |
получаем: если 2 l l " n l l 2 = 0 0 |
и |
||||||||||
|
|
|
если I |
I |
°° |
|
II |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
± |
гпип |
= оо |
п. н. |
Это следует |
|||
|
|
|
I |
1 |
|
II |
|
|
Г п |
/ I (метод |
||
из |
теоремы |
4, |
|
положить |
ЙП ( 7 1 = |
ГШ , |
||||||
суммирования |
Пуассона). |
|
|
|
|
|
|
•4. Положительные случайные ряды
Здесь мы рассмотрим последовательность незави симых положительных случайных величин Uu U2, . . .
|
оо |
|
..., Un, |
• • • и исследуем ряд 2 Un- |
Мы уже знаем, что |
|
1 |
|
|
оо |
оо |
условие |
2 %> (Un) < 0 0 достаточно |
для 2 Un < оо п. н. |
|
1 |
1 |
(теорема Беппо — Леви, стр. 17). Но это условие не
является необходимым. |
Например, если Un = 0 с вероят |
ностью 1 — 2~" и Un |
= 2n с вероятностью 2~п, то |
52 ГЛАВА III
2 Un< |
оо п. н. (лемма Бореля—Кантелли), а 2 |
&(Un)=oo. |
1 |
1 |
|
Чтобы исключить случай, когда Un может принимать большие значения с малой вероятностью, нам понадо бится новое предположение.
Т е о р е м а |
5. |
Предположим, |
что |
(7„c=L2 (Q) |
и |
||||
|
|
|
|
|
|
со |
|
|
|
sup {&{Un)&~2(Un)) |
|
< 0 0 • |
Тогда |
ряд |
2 Un |
п. н. сходится |
|||
п |
|
в |
зависимости |
от |
I |
сходится |
или |
||
или расходится |
того, |
||||||||
|
|
оо |
|
|
|
|
|
|
|
расходится |
ряд |
2 |
& (Un)- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 0 |
|
|
|
|
Д о к а з а т е л ь с т в о . |
Если |
2 ^ ( ^ n ) < ° ° , |
то этот |
||||||
|
|
|
|
|
1 |
00 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
результат |
нам известен. Если |
же 2 « ^ ( ^ п ) = 0 О > то |
мы |
||||||
снова воспользуемся неравенством |
I I (см. стр. |
19) |
|
||||||
Р(«У,+ . . . |
+<7 V > * # ( £ / , + . . . + £ / „ ) ) > |
|
|
||||||
|
|
|
|
^ U |
^ |
* ( ( £ / , + . . . + < 7 V ) 2 ) - |
|||
Так как #(UnUm) |
= |
8 (Un)S(Um) |
и #([/„) <С<Г2 (£/„) |
при |
некоторой постоянной С, то правая часть последнего неравенства ограничена снизу положительным числом
при v->oo. Поэтому P^2tVn = ° ° j > 0 и утверждение теоремы следует из закона нуля и единицы.
Замечание. Отметим, |
что |
независимость величин Хп |
не играет важной роли |
в |
этом доказательстве. Она |
существенна в случае сходимости, а в случае расходи мости ее можно заменить более слабым предположе
нием: £?(UnUm) = &(Un)&'(Um) |
при тфп. |
Это предпо |
ложение используется при |
доказательстве |
того, что ряд |
оо |
|
|
2 Un расходится с положительной вероятностью. Дру гой способ исключения больших значений 11П заклю чается в рассмотрении величин (Уд = пип(1, Un). Имеет место