Файл: Кахан, Ж. -П. Случайные функциональные ряды.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.10.2024

Просмотров: 132

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

128 ГЛАВА VIII

полином P'j(t) определен на Qj. Кроме того, случайная величина t) определена на Q i X ^ X ••• X Qj-i-

Через Р/( ) мы обозначаем вероятность в Qt. При­ нимая во внимание (4) и (6), мы можем применить не­ равенство Пэли — Зигмунда (см. стр. 48) для оценки Р) (t). Получим

P/(W)I2 >-^2 2 e2(^)«r(*2)br,,

где X — произвольное число, заключенное между 0 и 1, а т)=(1—A2) min(l/3, 1/(4С)). Возьмем А.2 = 1/2 и положим

Р« (0><г/)>т1/2.

Это верно

для

каждого

t,

в

частности

для t = t*.

Полагая y, =

p ; + ( ^ ) и

со = (со,, со2

со,, . . . ) (со/ей,),

имеем

У/(со) =

Уу (со,,

 

coy)^= 0 и

 

 

 

 

 

 

Jy/ (co)P/ (dco/ )>|a/ ,

 

 

 

 

 

 

о,

 

 

 

 

 

 

каковы

бы ни были со,,

 

со/_,. Более того,

 

 

 

 

2 / < n <2/+'

 

 

 

Следовательно,

& (У,) >(т)/2) а,,

# (У2) = 2сг/ и

 

* ( У , +

. . . + У / ) > ( т 1

/ 2 ) ( 0 1 +

. . . + а,),

1 /2 ((у, +

. . . +

у,)2 ) <

if'2

2 ) +

.. . +

#"2

2 ) =

 

 

 

 

 

 

 

 

= У~21 + .. . -fa,).

Применяя

неравенство

I I (стр. 19), получаем

Р (У, +

. . . + У, > Л (л/2) (а, +

• •. + а/)) >

(1 - Я ) 2 ( л 2 / 8 ) .


НЕРЕГУЛЯРНОСТЬ. УСЛОВИЯ НА КОЭФФИЦИЕНТЫ

129

Принимая во внимание (5), имеем

У| + . . . -f-

Yi^.H]+l,

а согласно

лемме

3, HJ+i

<[sup F(<)=%;|| FH^. Следова­

тельно,

 

 

 

 

 

 

 

Р ( I I F I L

>

Л (Л/2) (а, +

. . . +

а/)) > ( 1 - Л*) (rf/8).

Поскольку

мы

предположили,

что ряд (I) п. н. пред­

ставляет ограниченную функцию, то сумма ст, +

... + 07

 

 

 

 

 

 

со

 

ограничена

числом,

не зависящим

от /, т. е. 2а/

< 0 0

Но так как

 

 

 

2

 

 

 

а/>(е/2)(з/4)/

 

&(xl))m,

 

ТО

 

 

\2/<п<3-2/-'

/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i f

2

 

 

00.

 

 

/=' \2'^/t < 3-2/—1

/

 

 

Если вместо ряда (1) мы рассмотрим ряд

 

со

2** COS (Зя/ + Ф„), 1

представляющий F(3/), то получим

2( 2 #(Х)У/2<°о.

/=| \2/<Зп<3-2/-1

/

Наконец, поскольку

 

2/<п<3-2/-1

2/+2<Зп<3.2/+1

оо

 

ТО 2 S/ < оо.

 

1

Мы доказали следующее. Пусть ХП удовлетворяет условию регулярности (4), ХП и Ф„ независимы и ФЛ равномерно распределена на [0, 2я]. Тогда, если (1) е= L°°

п. н.,

то *20 0 s / < 0 0

• Согласно закону нуля и единицы,

 

со

i

 

 

 

 

из

2$/

= оо следует, что (l)e£L°° п. н.

б

Ж.-П. Кахан

 


130

ГЛАВА

VIII

 

 

4.

Неограниченность;

общий

случай

Теперь вернемся к общему

ряду

(I), где Хпе* —

независимые

симметрические

комплексные случайные

величины, не предполагая, что Хп и Ф„ независимы.

Вероятностное

пространство

обозначим

через £1ХФ-

Введем

два

других

вероятностных

пространства

 

и Qe с последовательностью

Штейнгауза

(1/2я) Х¥П

на

 

н

с последовательностью

Радемахера

е„

на Qe

и

рас­

смотрим

случайный

ряд

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

со

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 * „ с о 8 ( д * + Ф я

+

ч д ,

 

 

 

(7)

 

 

 

 

п=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

заданный

на

Qxw

=

&ХФ X йу,

и

ряд

 

 

 

 

 

 

 

 

 

со

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

*„е„соз(л* +

Ф„),

 

 

 

 

(8)

 

 

 

 

п=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

заданный

на

й*фВ

=

Qxa> X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для любых

фиксированных

 

и ср„ случайные вели­

чины хпе1

(ф ч+ ч г п)

и

xneiWn

подобны. Поскольку

 

Хпе1Фп

и

независимы,

величины

 

Хпе1^п+ЧГп^

и

 

XneiVn

подобны,

а потому ряд (7)

и

ряд

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 z „ c o s H +

^„)

 

 

 

 

(9)

также подобны. Более того, поскольку

Хпе{Фп

симмет­

ричны, ряд (8) подобен ряду (1).

 

 

 

 

 

 

 

 

Пусть

Хп

удовлетворяют

условию

регулярности

(4)

 

оо

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и 21 s / = °°. Мы уже доказали, что (9)c£L°° п. н.

Следовательно, (7) ф Ь°° почти наверное (в £1ХФЧГ)- Иными словами, почти наверное (в йхф) (7) ф. Ь°°, почти навер­ ное (в Qw):

п. н. Хф) (7) ф Ь°° п. н. (Qw).

Теперь применим теорему Билларда (см. стр. 88), ко­ торая утверждает, что ряд Радемахера и ряд Штейн­ гауза с равными коэффициентами представляют огра­ ниченную функцию с одинаковой вероятностью. Следо-



НЕРЕГУЛЯРНОСТЬ. УСЛОВИЯ

НА КОЭФФИЦИЕНТЫ

131

вательно,

 

 

 

Хф) (8) ф С

 

 

 

 

 

 

п.

н.

п. н. (QE).

 

 

Но так как (8) и (1) подобны, то (Х)фЦ° п. н.

 

Таким

образом,

доказана

 

 

 

 

 

Т е о р е м а

1.

Если Хп

удовлетворяет

условию

регу-

 

 

 

оо

 

— OO, то ( 1 ) ^ 1 ° °

 

 

 

ЛЯрНОСТи (4)

U 1^iSj

п.

н.

 

Сравнивая

с

теоремой

1

гл.

V I I , получим

более

точный результат:

если sup {&(Хп)

8~2п))

< оо

и по-

 

 

 

 

S/

 

п

 

 

 

 

 

следовательность

убывающая,

то (1)с=С п. н. или

(l)c^L°°

п.

н.

в

зависимости

от

того,

сходится

или

расходится

 

0 0

 

 

 

 

 

 

 

ряд 2

S/.

 

 

 

 

 

 

Б. Нерегулярность почти всюду

Теперь докажем более точный результат, который является в некотором смысле обратным к теоремам 2 и 3 гл. V I I .

Т е о р е м а 2. Пусть ряд

(1)

п. н.

представляет не­

прерывную

функцию

F. Далее,

пусть

Хп

удовлетворяет

условию

регулярности

(4) и

lim

(2P / /- V s;)

> 0 ( р > 0 ) .

Тогда п.

н.

 

 

 

 

 

ШF « + h ) - F ( t ) > o

„_>+()

logV 1/А

почти всюду.

Д о к а з а т е л ь с т в о . Пусть заданы t и h. Рассмотрим случайную величину

оо

A = F(t +

h)-F(t)==-2^iXnsin^-sm(nt-\-j:

+ On).

Положим

 

n=I

 

 

 

 

Д' =

- 2

* „ s i n - ^ s m ( n f +

A/2 + a>„),

 

 

2я/3 < лл< 4н/3

 

Д " = А - Д' .