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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.10.2024

Просмотров: 94

Скачиваний: 0

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

 

 

СЛУЧАЙНЫЕ ОБРАЗЫ СОВЕРШЕННЫХ МНОЖЕСТВ

271

условие Ь),

докажем,

что

W (Е)

п. н. независимо

над

полем

рациональных

чисел.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рассмотрим конечное число непересекающихся сег­

ментов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U =

[an, Ьп]

( « = 1 , 2 , . . . ,

т),

 

 

 

 

 

 

Q =

al<bl<a2<b2<

 

...

 

<bm.

 

 

Положим

 

W(t) = Wl(t)

+

W2(t)

( / > 0 ) ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

функции

W\

и

W2

п.

н. непрерывны,

W{

постоянна

на

каждом

сегменте

/„,

a

W2 на

каждом

сегменте

п,

ап+\]- Если заданы т рациональных чисел ги

...,

гт,

то

событие

 

 

 

 

 

 

 

т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Э г „ < = / „ П £ ( " = 1 , 2 ,

.... т), такое, что

2 r n W ( t n )

= 0,

(5)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

л=1

 

 

 

 

влечет

за

собой

включение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- 2 r „ f l M a „ ) e f f l T F 2 ( £ ) .

 

 

'

(6)

 

 

 

 

 

п=1

 

 

т

 

 

 

 

 

 

Из

условия Ь) и липшицевского характера

W следует,

что

K =

W2(E)

п.

н. удовлетворяет

предположениям

леммы 5, каково бы ни было т. Так как приращения W

на

непересекающихся

сегментах

стохастически

незави­

симы,

то

Wx

и

W2

 

также

стохастически независимы.

Левая

часть

включения

(6)

является

гауссовской

слу­

чайной величиной, а правая — случайным множеством лебеговой меры нуль, которое является стохастически независимым от левой части. Поэтому (6) имеет вероят­ ность нуль; следовательно, событие (5) также имеет вероятность нуль. Учитывая, что (5) имеет вероятность нуль для всех натуральных т и всех рациональных

чисел

Я], Ь\,

а2,

Ьп

(удовлетворяющих условию

а, < b{ < а2 <

... < Ьт)

и г,, г2 ,

. . . , гт,

мы видим, что

событие

«W(E)

зависимо

над

полем

рациональных

чисел»

имеет нулевую

вероятность.

 

Этим завершается доказательство теоремы 2.


272 ГЛАВА XV

5.

Образ меры при отображении гауссовским

 

рядом Фурье

 

Как

и в гл. X I I I , рассмотрим

р-кратный

гауссовский

ряд Фурье

 

 

 

со

 

 

 

2о ап п cos nt + Yn

sin nt),

(7)

где an 2> 0, a X„ и У„ независимые гауссовские слу­ чайные величины в Rp, такие, что

8 {e2nta-xn) = g ( е , я ' ц - г п ) = е - л 1" "\

Если ряд

(7)

представляет непрерывную

функцию,

то обозначим

ее

через

F(t).

Например, ряд

 

со

 

 

 

 

 

S i r + T

 

c o s ( 2

f t +

+ y t o + i s i n ( 2 n +

1)0 (8)

с точностью до аддитивной постоянной представляет на [0, я] функцию Винера W (t) (см. стр. 249—250). Для того чтобы наши утверждения включали случай броуновского движения, удобно иногда рассматривать случай, когда все коэффициенты а2 / равны нулю, а именно вместо ряда (7) рассматривать ряд

со

 

2 <hn+i (Xzn+г cos (2я + 1) t + У 2 п + 1 sin (2л +

1) /). (9)

л=0

 

Рассмотрим положительную меру dQ(t)

полной

массы 1, сосредоточенную на окружности, и обозначим

снова через и. ее образ при отображении F. В § 4

гл. X I I I

мы исследовали /Лнорму р,(«) относительно

некоторой

весовой функции. Теперь же, как

и на стр. 268,

оценим

8{\\i{u)

ft).

Поскольку

 

 

 

 

g (в *я'»-С (<j)+ - + F

Cq)-F

F

(*,))) =

 

 

где

 

 

 

_

e - n | u | 2 2 a „ 6 ( « . n i ) i

 

 

 

 

 

 

 

б (л/,

/м) =

| в " , ' " +

. . . + ешя

-

eins> - . . .

-

Л |2 ,


СЛУЧАЙНЫЕ ОБРАЗЫ СОВЕРШЕННЫХ МНОЖЕСТВ

273

то

ff(IA(")

 

12")

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

| . . .

J

< г я 1

" , 2 2

*

w.

->

 

rfe

. . . d Q

{ t q

)

M

(

S

l ) . . .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

...dQ(sq).

 

 

(10)

Оценка основана на следующей

лемме, где, как

 

обычно,

h (б) — положительная

вогнутая

функция.

 

 

 

 

 

 

Л е м м а

6.

Пусть

9 ( / ) ^ / г ( | / | )

для

любого

интер­

вала

 

I.

Для

 

данного

 

натурального

N

 

 

рассмотрим

функцию

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A(t,

 

s)=

б (nt,

ns),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=-N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

определенную

 

на

2ц-мерном торе

T2q,

и

меру

ЭХ- • • Х 9

на Т24.

Тогда

Л (t, s) >

А/, за

исключением

 

множества G

меры

<(40<7/г(1/Л0)? .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Доказательство этой леммы мы отложим до сле­

дующего

пункта.

Считая

этот

результат

доказанным,

мы

можем

обобщить

формулу

(4) следующим

образом:

Т е о р е м а

3.

Предположим,

 

что

9 (/) ^

h (| / |)

для

каждого

интервала

 

I,

и

пусть

в

ряде

 

(7)

 

или

(9)

ап~^п-1/2_р

 

 

(р >

 

0)').

Тогда,

если

р. — образ

 

9

при

ото­

бражении

F,

то мы

имеем

п.

н.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А (и) =

О

 

 

{V\og\u\h{\uf^)).

 

 

 

 

 

 

Д о к а з а т е л ь с т в о .

Разобьем

интеграл

в

(10) на

сумму

интегралов,

взятых

по

областям

Gv _i \

 

Gv ,

где

Go =

Т,

a Gv

— исключительное множество из леммы 6,

соответствующее

 

числу

Nv

= 2V . Для ряда (7)

получим

 

 

 

#(!£(")

 

П

<

2

(Cqh ( 2 - v ) ) V n

" 2 2 W \

 

 

 

(10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v=l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

') Для

ряда

(9)

это

неравенство

следует

записать

в

виде

Ч2П+У

> ( 2 « +

\)-112~^.

 

— Прим.

ред.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ю Ж.-П. Кахан


274 ГЛАВА XV

где

r|v =

inf а 2 ,

а

С — абсолютная

постоянная. По­

скольку

a „ > V 1 / 2 - p ,

то 2 4 > 2 - 2

P V .

д л я

 

2^<и<2^+1)

 

 

 

 

 

 

Ц

оо

 

 

 

запишем

сумму

из

(11)

в виде

2

+

2

В

первой

 

 

 

 

 

 

v=I

v=n+I

 

 

 

из этих сумм применим

неравенство

h(2~v)^i2v'~vh(2~11),

а во

второй — неравенство h ( 2 - v

) ^

h (2 -

| i ) .

В

резуль­

тате

получим

 

 

\2")<(C'qh(uW))q.

 

 

 

 

 

#(1А(и)

 

 

 

Используя лемму 1, аналогично рассуждениям на стр. 268—269, получаем утверждение теоремы. В случае-ряда

(9) доказательство аналогично, только в лемме 6 надо заменить A(f, s) через Д(2*, 2s).

6. Конструкция А. Картана. Доказательство леммы 6

Для

построения

исключительного

множества G

в лемме

6 воспользуемся схемой А. Картана, являю­

щейся классической в теории целых функций.

Для

заданной

точки

t =

(tu

tq)

из д-мерного

тора Тч

и

заданного

е >

0

определим

подмножество

окружности

F(t, г),

такое,

что

 

 

a)d(F(t, в Ж 4 ? Л ( е ) ,

ч

Для всякого

натурального j^q рассмотрим все

интер­

валы

длины

2/е,

которые

содержат

по крайней

мере /

точек

tk. Выберем

такой

интервал

соответствующий

максимальному

из

возможных значений /. После уда­

ления

всех точек tk,

принадлежащих 1Х, повторим эту же

операцию. В результате получим интервал /2 , который

может оказаться и пустым. После удаления

всех

то­

чек tk,

принадлежащих

либо

I l t либо

12,

получим

интервал

/ 3 и т. д.

Пусть

Jt обозначает

интервал,

по­

лученный

удвоением

интервала

I t , т. е. //

имеет ту

же

среднюю точку, но вдвое большую длину, чем // Объединение всех интервалов // обозначим через F(t, в)