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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.10.2024

Просмотров: 126

Скачиваний: 0

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

ГАУССОВСКИЕ СЛУЧАЙНЫЕ ВЕЛИЧИНЫ И ГАУССОВСКИЕ РЯДЫ 197

daj — вероятность в Qy. Рассмотрим числа

где 1д — индикатор-функция, определенная на стр. 11.

Если

Н т а ^

=

0

для

каждого

 

ц,

 

то

п.

н.

имеем

 

V-» оо

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А/

Р ( Н т Л у ) = 1 .

Простейшим

является

 

случай,

когда

зависит лишь от с©/; тогда мы получаем

лемму

Бореля—

Кантелли. Пусть теперь А/ зависит

лишь

от

0(,

 

©/,

и пусть

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р ( /

1А,(Щ

 

 

 

<й,)ё®,>

pj)>q,

 

 

 

 

(33)

для / = 1 , 2 , . . . .

Неравенство (33) означает,

что вероят­

ность наступления события А,-,

когда

 

 

 

а>у_,

фиксированы, превосходит р} на

 

(со,

 

 

соу_,)-множе-

стве,

которое

 

имеет

 

вероятность

большую,

чем

<?у.

Тогда

имеем

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a u . v =

и ,

х

\

 

_ ,

/ Ц ( 1

_

Ч ^ 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x n v

av

 

ц+i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Xrfcovfltcu, . . .

 

dcov_, <

1 — <7V +

q4(l

— pv )

v _ i -

Легко

найти

условия

 

на

последовательности

pt

и

qh

из которых следует

соотношение

lim ад , v

=

0.

Напри-

 

 

 

l_irn pj

>

а >

О и lim q-t =

 

V-> оо

 

 

 

 

 

 

 

мер, если

 

1,

то

при

достаточно

 

 

 

/ - > о о

 

 

 

 

 

/ - > о о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

больших

 

v,

зависящих

от

г) >

0,

имеем

a M , , v ^ r l

+

+ (1 — а) #ц, v-i-

Отсюда следует,

 

что

lim au , v

<^r\la\

но

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V>oo

 

 

 

 

так как

т) произвольно

мало,

то

lima^, v

=

0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V-» оо

 

 

сформулируем

Имея в виду дальнейшие приложения,

установленный'

результат.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П р е д л о ж е н и е

4.

Пусть

событие Aj зависит

лишь

от a>i

 

 

©у, и пусть

 

неравенство

 

(33)

выполняется

 

для

/ = 1 ,

2, . . . .

Тогда

 

если П т р у > 0

 

и

 

Пт<7у=1,

то

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ - » о р

 

 

 

 

/ - > о о

 

 

 

 

Р ( П т Л / ) = 1 .


198

ГЛАВА XI

6.Неограниченно расходящиеся

исильно существенно расходящиеся гауссовские ряды

Пусть

Хи

 

Хп . . . — действительная

нормальная

последовательность,

a

 

 

 

Zn,

 

 

...—комплексная

нормальная

последовательность.

Рассмотрим

частные

 

 

 

 

 

оо

 

 

оо

 

 

 

 

 

 

 

суммы

 

рядов

2 апХп

и

2

o.nZn

 

при условии, что

оо

 

 

 

 

1

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 а „ = с о

( я „ ^ 0 ) ; мы знаем,

что они п. н. расходятся

(теорема

4

гл. I I I , стр. 50).

Будем

говорить,

что ряд

оо

 

 

 

оо

CLnZn

сильно

существенно

расходится,

2 йпХп

или 2

1

 

 

 

I

 

Sn

 

 

 

 

 

 

 

 

 

если

частные

суммы

 

п. н. всюду

плотны

(на дей­

ствительной

прямой

или на

комплексной плоскости

соответственно); если

же

l i m | 5 „ | —со

п. н., то будем

 

 

 

 

 

оо

 

 

 

 

оо

 

 

 

 

 

говорить,

что ряд 2

апХп

или

2

anZn

 

неограниченно

расходится ')•

 

 

 

 

л

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т е о р е м а .

Положим

 

tn =

2

Ят-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

оо

 

 

 

 

 

 

 

0 0

0 / V^n) < 0

 

 

 

 

 

 

 

a)

Если

2

0

. го ряб

2

а Д п неограни-

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

ченно

 

расходится.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

оо

 

 

 

 

оо

 

 

 

 

 

b)

£c/zu

2 l # r t < c ° .

го ряд

^anZn

 

неограниченно

расходится.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

со

 

 

c)

£ слы

a + i > a „

( п = 1 , 2,

. . . )

u

2

( l / V X ) = ° ° .

 

 

со

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

то ряд

21 Ол^п сильно

существенно

расходится.

') См. примечание редактора на стр. 187,


ГАУССОВСКИЕ СЛУЧАЙНЫЕ ВЕЛИЧИНЫ И ГАУССОВСКИЕ РЯДЫ 199

d)

Если а п + 1 ^ а п ( п = 1 ,

2,

. . . ) и

2 ( 1 / ^ ) = ° ° ,

то

со

 

 

 

 

 

1

 

 

 

0„Z„ сильно

существенно

расходится.

 

 

ряд 2

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д о к а з а т е л ь с т в о

у т в е р ж д е н и я

а).

Пусть

G — ограниченный

интервал,

а % — характеристическая

функция G. Из формулы

(26) (см. стр. 195) имеем

 

 

 

# ( x ( S B ) ) = P ( S „ = G ) < - ^ = = - .

 

 

 

 

 

 

 

 

V&(s2n)

 

 

 

Так как &{S2n)==tn,

то

утверждение

а)

вытекает

из

леммы

 

Бореля — Кантелли.

 

 

 

 

 

 

Д о к а з а т е л ь с т в о

у т в е р ж д е н и я

Ь)

анало­

гично предыдущему, надо лишь вместо формулы (26)

использовать

формулу (29).

 

 

 

 

 

 

 

 

Д о к а з а т е л ь с т в о

у т в е р ж д е н и я

с)

проведем

в два этапа.

На

первом

этапе

воспользуемся

предло­

жением

1, а

на

втором — предложением

4.

 

 

 

 

Первый

этап.

Пусть

заданы

е и р ,

0 < е <

р .

Для

любого

а,

заключенного

между — ( р — е)

и р — е,

обо­

значим

через

% характеристическую

функцию

сегмента

[а — е, а -f- е]

и

положим

ц =

N

%(•$„). В

предположе­

2

ниях п. с)

мы докажем,

что

н а

 

0) >

1/10,

 

если N

Р (ц. >

 

достаточно велико; другими словами, по крайней мере

одна

из

сумм

Sn

(1 ^n^.N)

с

вероятностью,

превос­

ходящей

1/10,

расположена

на интервале (а — е, a - f е).

Для этой цели воспользуемся неравенством

I I (см.

стр.

19). Нам

надо

оценить

8{\i)

и 8(ц2):

 

 

 

 

 

<ГМ = = 2 #(Х(5„)) ,

(34)

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

)

=

2 2

ar(x(sn )x(sm )).

(35)

л=1 т=1


200

 

 

 

 

 

ГЛАВА XI

 

 

 

 

 

 

 

 

Применим

предложение

1 при

X Sn,

X'

= Sm,

а =

tn,

a' *=tm,

b =

inf {tm,

tn).

Тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

g(x{Sn))>-±=2ze-"sSll,n-

 

 

 

 

 

 

(36)

 

 

 

 

 

 

 

V hi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

&(%(Sn)x(Sm))<-^r

V hi

при

n =

m;

 

(37)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

&(%{Sn)%(Sm))<

 

 

, 4

e 2

2

при

n<m.

 

(38)

Если /V

достаточно

велико,

то

из

(34)

и (36)

 

выводим

 

 

 

 

* Ч ц ) > 21е / У £ " .

 

 

 

 

 

(39)

Поскольку

 

последовательность

ап

 

не

убывает,

то

 

 

 

 

 

 

 

N

N

 

^

 

/

N

 

\2

 

 

 

" т 7 = = = = Т

^

S

S

l

/

=

( S

i / — ) '

1<п<т<ЛГ

У *п{т~1~п

 

п=1 р=1 " 'n'p

 

\

i

V tn /

 

Из (35),

(37),

(38)

и

(40)

получаем

 

 

 

 

 

(40)

 

 

 

 

 

 

 

 

^ « <

2

| 7 Г

+ 8 ( | т г ) ! -

 

( 4 1 )

Сравнивая (39) и (41), имеем &(\i2)<

 

9^f2(fx),

если

N

достаточно

велико,

скажем

N~^N{p;

 

tu

t2,

 

 

е). Сле­

довательно, Р(ц. >

0) >

1/10,

что и требовалось

доказать.

Второй этап. Возьмем интервал (b — е, Ь + е). Если е фиксировано, то вместо jV(p; / V + I , tv+2, . . . , е) мы будем писать Nv(p). Определим по индукции положительную последовательность р/ и последовательность целых чи­ сел V/ так, что

 

Pi > |

й Ц - е , V| = yV,(p,),

 

P ( | 5 V y

| > р / + , - | 6 | - е ) <

l/j (j=l,

2, . . . ) ;

v / + i

= v/ +

/Vv/ (p/ + i)

( / = 1 , 2 , . . . ) .

Пусть Aj обозначает событие: «по крайней мере одно Sn (1 ^ n ^ v i + i ) расположено в интервале (b — е, b + e)».