Про асимптотичний розподіл оцінки Коенкера - Бассета параметра нелінійної моделі регресії з сильно залежним шумом

Доказано, что при некоторых условиях регулярности асимптотическое распределение оценки Коенкера – Бассета совпадает с асимптотическим распределением интеграла от порожденного случайным процессом индикаторного процесса, взвешенного градиентом функции регресcии. We prove that, under certain regularity...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Published in:Український математичний журнал
Date:2011
Main Authors: Іванов, О.В., Савич, І.М.
Format: Article
Language:Ukrainian
Published: Інститут математики НАН України 2011
Subjects:
Online Access:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/166366
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:Про асимптотичний розподіл оцінки Коенкера - Бассета параметра нелінійної моделі регресії з сильно залежним шумом / О.В. Іванов, І.М. Савич // Український математичний журнал. — 2011. — Т. 63, № 8. — С. 1030–1052. — Бібліогр.: 26 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
_version_ 1860238689355956224
author Іванов, О.В.
Савич, І.М.
author_facet Іванов, О.В.
Савич, І.М.
citation_txt Про асимптотичний розподіл оцінки Коенкера - Бассета параметра нелінійної моделі регресії з сильно залежним шумом / О.В. Іванов, І.М. Савич // Український математичний журнал. — 2011. — Т. 63, № 8. — С. 1030–1052. — Бібліогр.: 26 назв. — укр.
collection DSpace DC
container_title Український математичний журнал
description Доказано, что при некоторых условиях регулярности асимптотическое распределение оценки Коенкера – Бассета совпадает с асимптотическим распределением интеграла от порожденного случайным процессом индикаторного процесса, взвешенного градиентом функции регресcии. We prove that, under certain regularity conditions, the asymptotic distribution of the Koenker - Bassett estimator coincides with the asymptotic distribution of the integral of the indicator process generated by a random noise weighted by the gradient of the regression function.
first_indexed 2025-12-07T18:27:34Z
format Article
fulltext © О. В. ІВАНОВ, І. М. САВИЧ , 2011 1030 ISSN 1027-3190. !"#. $%&. '(#)., 2011, & .63, * 8 УДК 519.21 !. ". #$%&'$, #. (. )%$*+ (Нац. техн. ун-т України „КПІ”, Київ) ,-! .)/(,0!0/12/3 -! 4,!5#6 !7#28/ 8!9289- . Ð:.))90. ,.-.(90-. 29 6#2#32!; (!596# -9<-9)#; 4 )/6=2! 4. 69>2/( ?@(!( We prove that, under certain regularity conditions, the asymptotic distribution of the Koenker – Bassett estimator coincides with the asymptotic distribution of the integral of the indicator process generated by a random noise weighted by the gradient of the regression function. Доказано, что при некоторых условиях регулярности асимптотическое распределение оценки Коен- кера – Бассета совпадает с асимптотическим распределением интеграла от порожденного случайным процессом индикаторного процесса, взвешенного градиентом функции регресcии. "ABCD. Математичні моделі спостережень ,,сигнал плюс шум” мають велику сфе- ру застосувань у різних галузях природничих та соціальних наук, таких як теорія турбулентності, метеорологія, гідрологія, геофізика, статистична радіофізика, хімічна кінетика, економетрика, фінанси, соціологія тощо. Вивчення випадкових процесів з кореляцією, яка збігається з гіперболічною швидкістю, тобто процесів з неінтегровними коваріаційними функціями, призво- дить до складних імовірнісних та статистичних задач. Протягом останніх двох десятиріч спостерігається прогрес у теоретичному осмисленні явища сильної залежності. З іншого боку, нещодавні прикладні дослідження підтвердили, що дані наукових областей, згаданих вище, демонструють сильну залежність (див. роботи [1 – 3], які містять огляди та бібліографію з тематики сильної залежності, розпо- чатої ще в [4]). Для оцінювання параметрів таких нелінійних моделей регресії можна викорис- товувати оцінку, запропоновану в [5]. Вона є оцінкою невідомого параметра ! - квантиля спостережень. Величина ! " (0,1) визначається за розподілом випадко- вого шуму. Таким чином, можна вважати дану нелінійну модель моделлю кван- тильної регресії. Цій тематиці присвячено багато праць (див., наприклад, [6 – 8]). 1. !D*A E'FGHI. !A&'$&I DJ*DCKG&&L I D'M&%+G&&L. У даній статті розгля- дається нелінійна регресійна модель X(t) = g(t, ! ) + "(t), t ! 0 , (1) де g(t, ! ) — дійсна неперервна за сукупністю змінних (t, ! ) " R+ 1 # $ c функція, ! " Rq — відкрита обмежена опукла множина параметрів, яка містить ! . Від- носно ! (t ) припустимо наступне: . 1. ! (t) , t ! R1 , — локальний функціонал від гауссівського стаціонарного процесу !(t) , тобто ! (t ) = G(" (t)) ; G(x) , x ! R1 ; — борелівська функція, !" #"$" % ! " (0) = 0, ! " 2(0) < # . ПРО АСИМПТОТИЧНИЙ РОЗПОДІЛ ОЦІНКИ КОЕНКЕРА – БАССЕТА ПАРАМЕТРА … 1031 ISSN 1027-3190. !"#. $%&. '(#)., 2011, &. 63, * 8 . 2. ! (t ) , t ! R1 , — дійсний неперервний у середньому квадратичному вимір- ний стаціонарний гауссівський процес, який визначено на ймовірнісному просторі (! , F, P) . Коваріаційна функція (к. ф.) ! (t) має вигляд ! " (t) " (0) = ! (t ) = = L t( ) t ! " , ! "(1 2,1) , де L(t) — повільно змінна на нескінченності функ- ція, а ! " (t) = 0, ! " 2(t) = #(0) = 1 . Позначимо через F(x) функцію розподілу (ф. р.) ! (0) . . 3. F(0) = ! , ! " (0,1) . Введемо функцію !" (x) = "x, x # 0, (" $1)x, x < 0, % & ' (' ! " (0,1). !M&%+G&&L 1. +,-)"./ 0.1)"1# %Ð2%331&% )14-5.$.6. 7%#%$1&#% ! " # , .51#'%)./ 8% 37.3&1#1'1))9$: X(t) , t ! [0,T ] , 4:5( (1) &% ;()",-</ 4&#%& ! " (x) , x ! R1 , )%8:4%<&=39 >(5=-9":? 4:7%5".4:? 41"&.# !̂ T = !̂ T (X(t) , t ! ! [0,T ]) ! " c , 5@9 9".6. QT (ö! T ) = inf "#$ c QT (" ), QT (! ) = " # X(t) $ g(t, ! )( ) dt 0 T % . Зауважимо, що за введених умов оцінка Коенкера – Бассета існує (див., напри- клад, роботи [9 – 11]). Оскільки P(X(t) < g(t, ! )) = P("(t) < 0) = P("(0) < 0) = # , то модель спостере- жень (1) можна інтерпретувати як нелінійну квантильну регресію. Дійсно, ö! T є оцінкою невідомого параметра ! ! -квантилів g(t, ! ) спостережень X(t) , t ! [0,T ] . . 4. Випадкова величина ! (0) має обмежену щільність p(x) = !F (x) , яка задовольняє умову p(x) ! p(0) " H x , p 0( ) > 0 , де H < ! ─ деяка стала. Припустимо, що функція g(t, ! ) двічі неперервно диференційовна по ! " # c , та введемо позначення gi (t, ! ) = " " ! i g(t, ! ) , gil (t, ! ) = " 2 " ! i " ! l g(t, ! ) , dT 2(! ) = = diag diT 2 (! )( ) i=1 q , diT2 (! ) = gi2 (t, ! )dt0 T " , dil ,T 2 (! ) = gil 2 0 T " (t, ! ) dt , ! " # c , i , l = = 1, q . Будемо вважати, що limT! " T #1 2diT ($) > 0 , i = 1, q . Ці границі можуть дорівнювати і нескінченності. Виконаємо заміну змінних у функції регресії u = T ! 1 2dT (" )(# ! " ) та позна- чимо h(t, u) = g(t, ! + T1 2dT " 1(! )u), вважаючи, що ! є істинним значенням па- раметра. При цьому параметрична множина ! переходить у !UT (! ) = = T ! 1 2UT (" ) , де UT (! ) = dT (! )(" # ! ) . Після такої заміни оцінка Коенкера – Бассета ö! T переходить у нормований вектор uT = T !1 2dT (")(ö"T ! ") . Позначимо 1032 О. В. ІВАНОВ, І. М. САВИЧ ISSN 1027-3190. !"#. $%&. '(#)., 201 1, &. 63, * 8 hi (t, u) = gi t,! + T1 2dT "1(!)u( ) , hil (t, u) = gil t,! + T1 2dT "1(!)u( ) , i, l = 1, q , QT ! (u) = QT " + T1 2dT #1(" )u( ) , u ! !UT c (" ) , V(r ) = u ! Rq: u < r{ } , ! T (u1,u2 ) = h(t,u1) " h(t,u2 )( )2 dt 0 T # , ! T (i ) (u1, u2) = hi (t, u1) " hi (t, u2)( )2 dt 0 T # , i = 1, q , u1,!u2 ! !UT c (" ) , ! (t ) = ! +(t) + ! " (t), де !+(t) = !(t)"{ !(t) # 0} , ! " (t ) = ! (t)#{ ! (t) < 0} . " 1. Для достатньо великих T T > T0( ) sup !"#c sup 0$t$T gi (t, !) diT %1(&) $ kiT %1 2 , (2) sup ! " # c dil ,T (! ) diT $1(%) dlT $1(%) & kilT $1 2 . (3) З умов (2) та (3) для довільних r ! 0 , i, l = 1, q випливають нерівності sup u! Vc(r )! "UT c (" ) sup 0#t#T hi (t,u) diT $1(" ) # k(i ) (r )T $1 2 , (4) sup u! V c (r)! "UT c (" ) dil,T " + T 1 2dT#1(" )u( ) diT#1(" ) dlT#1(" ) $ k (il) (r)T #1 2 . (5) У свою чергу, як показано в [12], із (4) випливає нерівність sup u1,u2 ! Vc(r )! "UT c (" ) T #1$ T (u1,u2 ) u1 # u2 #2 % k(r ) < & , (6) а з (5) — нерівність sup u1,u2! Vc(r )! "UT c (" ) # T i( )(u1, u2)diT $2(" ) u1 $ u2 $2 % "k(i ) (r ) , i = 1, q . (7) Припустимо, що для довільного r > 0 існує ! (r ) > 0 таке, що для T > T0 inf u! !UT c (" )\Vc(r ) T #1EQT * (u) $ E%+(0) + &(r ) , (8) до того ж для деяких r0 > 0 , ! 0 > 0 ! (r0) " (2 + #0)E$+(0) . У роботі [13] доведено, що якщо виконуються умови . 1 – . 3, " 1 та умова роз- різнення параметрів (8), то для довільного r > 0 ПРО АСИМПТОТИЧНИЙ РОЗПОДІЛ ОЦІНКИ КОЕНКЕРА – БАССЕТА ПАРАМЕТРА … 1033 ISSN 1027-3190. !"#. $%&. '(#)., 2011, &. 63, * 8 P uT ! r( ) = O(B(T)) при T ! " . (9) Останнє співвідношення є деякою підсиленою властивістю слабкої конзистент- ності оцінки Коенкера – Бассета. Позначимо IT (! ) = diT " 1(! ) dlT " 1(! ) gi (t, ! )gl (t, ! ) dt 0 T #( ) i,l =1 q , ! min(IT (" )) — найменше власне число IT (! ) . " 2. ! min(IT (" )) # ! 0 > 0 для T > T0 . Нехай S1 — ! -алгебра вимірних за Лебегом підмножин R1 . Розглянемо на (R1, S1) сім’ю комплексних матричних мір µT (d! , " ) = µT (! , " )d! з матрични- ми щільностями відносно міри Лебега µT (! , " ) = µT kl (! , " )( ) k,l =1 q , µT kl (! , " ) = gT k (! , " ) gT l (! , " ) gT k (! , " ) 2 d! #$ +$ % gT l (! , " ) 2 d! #$ +$ % & ' ( ) * + #1 2 , gT k (! , " ) = ei! t gk(t, " ) dt 0 T # . !M&%+G&&L 2 [4, 14 – 17]. A"B. 3-$Õ9 $-# µT (d! , " ) 7#: T ! " 3@%>". 8>-- 6%<&=39 5. )14-5Õ<$). .8)%C1).D $%&#:C).D $-#: µ(d!,") , &. $-#% µ(d! , " ) )%8:4%<&=39 371"&#%@=)./ $-#./ ;()" ,-D #16#13-D g(t,!) . Це означає, що для будь-якої обмеженої та неперервної дійсної функції ! (" ) , ! " R1 , ! (" )µT (" , #) d" $% % & T' % ( '( ( ( ! (" )µ(d" , #) $% % & , (10) елементами µ kl (d! , " ) матриці µ(d! , " ) є комплексні заряди обмеженої варіації та матриця µ(A, ! ) невід’ємно означена для будь-якої множини A ! S1 . !M&%+G&&L 3 [14]. E-?3)% ;()",-9 ! (" ) , ! " R1 , )%8:4%<&=39 µ -7#:7(3- &:$./, 9"B. 4.)% -)&16#.4)% 8% $-#./ µ , &.>&. 43- 1@1$1)&: $%&#:,- ! (" )µ(d" ,#) $% % & )%>(4%/&= 3"-)C1)):F 8)%C1)=, &% 4:".)(<&=39 (10) 8% ($.4: 3@%>".D 8>-').3&- µT 5. µ . " 3. (і) Існує µ(d! , " ) — спектральна міра функції регресії g(t,!) . (іі) Спектральна щільність (с. щ.) f (! ) , ! " R1 , випадкового процесу ! (t ) є µ -припустимою. За умов limT! " dkT 2 (#) = " , sup0! t ! T gk(t, " ) = o dkT 2 (" )( ) , T ! " , k = = 1, q , компоненти µkl (d!,") визначаються із співвідношень 1034 О. В. ІВАНОВ, І. М. САВИЧ ISSN 1027-3190. !"#. $%&. '(#)., 201 1, &. 63, * 8 Rkl (s) = lim T! " dkT #1 ($) dlT #1($) gk 0 T % (t + s, $)gl (t,$) dt = = ei! sµkl (d! , " ) #$ $ % , k, l = 1, q , за додаткового припущення неперервності матриці R(s) = (Rkl (s))k,l=1 q в нулі [14]. Якщо б к. ф. B(t) = E ! (t)! (0) була абсолютно інтегровною на R1 (випадок слабкої залежності ! (t) ), то процес ! (t ), t ! R1 , мав би обмежену та неперерв- ну с.щ. f і для ! = f виконувалось би (10). Якщо с. щ. f обмежена та міра µ точок її розриву дорівнює нулю, збіжність (10) також має місце (див., на- приклад, [18]). З іншого боку, якщо к.ф. B не інтегровна (випадок сильної залежності ! (t ) ), а с.щ. f існує, то вона може втрачати властивість обмеженості, тому граничний перехід у (10) для ! = f треба обґрунтовувати. Деякі достатні умови µ -припус- тимості с.щ. f наведено у роботі [19]. 2. N'JECHO$%&&L BG'JGE*. Нехай e — довільний напрям у Rq та ! " # . Зауважимо, що якщо функції gi (t, ! ) належать C([0,T] ! "c) , i = 1, … , q , то можливість однобічного диференціювання за довільним напрямком під знаком ін- теграла QT (! ) = " #(X(t) $ g(t, ! )) 0 % & dt випливає з теореми Лебега про мажорова- ну збіжність. Позначимо ! ! e QT (" ) = lim#$ 0+ QT (" + #e) %QT (" ) # . Тоді ! ! e QT (" ) = #$ g(t, " ), e%&{ X(t) ' g(t, " )} ( )( ) 0 * + dt , де ! позначає ! , якщо !"g(t, #), e$ % 0 , і < , якщо !" g(t, #), e$< 0 . Нехай d0 — відстань між ! та Rq \ ! . Якщо відбувається подія ö!T " ! < r{ } та r < d0 , то для довільного напрямку e ! ! e QT ("̂ T ) # 0 . Це зауваження буде використано при доведенні теореми 1. Нехай e1, É , eq — додатні напрямки координатних осей. Розглянемо вектори QT ± (! ) з координатами QiT ± (! ) = diT ! 1(" ) # #(±ei ) $ %& ' () QT (*) = = ±diT ! 1(" ) gi (t, #) $ X(t) %g(t, #){ } ! &( ) 0 T ' dt , i = 1, q . ПРО АСИМПТОТИЧНИЙ РОЗПОДІЛ ОЦІНКИ КОЕНКЕРА – БАССЕТА ПАРАМЕТРА … 1035 ISSN 1027-3190. !"#. $%&. '(#)., 2011, &. 63, * 8 Зауважимо, що QT +(! ) = " QT " (! ) = = dT ! 1(" ) # g(t, $) %{ X(t) < g(t, $)} ! &( ) 0 ' ( dt майже напевно для детермінованого ! , але QT +(ö! T ) може не збігатися з ! QT ! (ö" T ) . Введемо також вектори EQT ±(! ) з координатами EQiT ± (!) = ± diT "1(#) gi (t, !) F g(t, !) " g(t,#)( ) " $( ) 0 T % dt , i = 1, q . Завдяки умові . 3, очевидно, EQT ± (! ) = 0 . Позначимо ! T (" ) = IT#1(" ) . 0G'JGE% 1. G1F%? 4:".)%). ($.4: . 1 – . 4, " 1 – " 3 &% .,-)"% 0.1)"1# %Ð 2%331&% ö! T < ".)8:3&1)&)./ 4 31)3- (9). H.5- %3:$7&.&:C):? 7#: T ! " #.87.5-@ 41"&.#% dT (! )(!̂ T " ! ) 8>-6%<&=39 8 %3:$7&.&:C):$ #.87.5-@.$, 9"B. 4-) -3)(<, 41"&.#% ! p! 1(0)" T (#)QT + (#) . Встановлення, наприклад, асимптотичної нормальності QT +(! ) є досить склад- ною задачею. За умов теореми 1 одне таке твердження, при доведенні якого ви- користовується центральна гранична теорема для кратних стохастичних інтегралів і діаграмна техніка, сформульовано в [20]. 3. 5'D'EIP&I B$GJFPG&&L. При доведенні наступного факту використовуєть- ся метод фрагментації параметричної множини, який належить Хьюберу [21, 22]. Введемо позначення QT *±(u) = QT ± ! + T1 2dT " 1(! )u( ) , zT ± (! ,u) = QT *± (u) " QT *± (0) " EQT *± (u) 1+ EQT *± (u)( )" 1 . 6GE% 1. I#: 4:".)%))- ($.4 . 1 – . 4, " 1, " 2 5@9 5.4-@=).6. ! > 0 &% 5.3&%&)=. $%@:F r > 0 P sup u! Vc(r )! "UT c (" ) zT ± (" ,u) > #$ %& ' () T* + , *, , , 0 . (11) Доведення проведемо для величини zT + (! ,u) . Припустимо, для простоти, що r = 1 та супремум у (11) задано у кубі C0 = u : u 0 = max 1! i! q ui ! 1{ } " V c (1). Виконаємо покриття куба C0 за допомогою N0 = O(lnT ) кубів C(1), … , C(N0 ) таким чином. Нехай p ! (0,1) — деяке число. Побудуємо концентричну систему множин 1036 О. В. ІВАНОВ, І. М. САВИЧ ISSN 1027-3190. !"#. $%&. '(#)., 201 1, &. 63, * 8 C(m) = u : u 0 ! 1" p( )m+1, 1" p( )m# $ % &{ } , m = 0, m0 ! 1 , C(m0) = u : u 0 < 1! p( )m0{ } . Покриємо кожну з множин C (m) однаковими кубами зі стороною am = 1! p( )m ! 1! p( )m+1 = p 1! p( )m та пронумеруємо ці куби. Вони формують необхідне покриття C(1), É , C(N0 ! 1) , C(N0) ! C(m0) . Виберемо m0 = m0 (T ) з умови Rq , C(m) , ! " (1 2,1) . Зауважимо, що ! 0 — відстань від C l( ) до 0 — є r (l ) = (1! p)T ! " #m#!m0 ! 1 , та ! 0 — діаметр C l( ) — дорівнює a(l ) = pT!" m !m0 !1 для деякого m = m(l ) , l = = 1, N0 ! 1 . Більш того, якщо куб C l( ) є елементом покриття множини C(m) , то a(l ) = am . Кількість кубів C l( ) покриття кожної множини C(m) можна зро- бити незалежною від m і, відповідно, від T . Щоб у цьому переконатися, розгля- немо будь-який октант у Rq . Об’єм тієї частини множини C(m) , що лежить у цьому октанті, складає (1! p)mq ! (1! p)(m+1)q , а об’єм куба C l( ) дорівнює aq(l ) = pq(1! p)mq . Таким чином, максимальна „кількість” кубів C l( ) , що по- кривають частину C(m) , яка знаходиться в даному октанті, дорівнює (1! p)mq ! (1! p)(m+1)q( ) p!q(1! p)!mq = 1! (1! p)q( ) p!q . З того, що m0 = O(lnT) , випливає, що N0 = O(lnT) також. Отже, маємо P sup u! C0 zT + (" , u) > # $ %& ' () * P sup u! C(l ) zT + (" , u) > # $ % & ' ( ) l =1 N0 + . (12) Оцінимо кожен доданок у (12). Загальний елемент матриці похідних DT (u) відображення u ! EQT *+ (u) має ви$&'д DT il (u) = ! ! ul EQiT*+ (u) = = T1 2diT ! 1(" ) dlT ! 1(" ) hil (t, u) F h(t, u) ! h(t, 0)( ) ! #[ ] dt 0 T $ + + T1 2diT !1(") dlT !1(") hi (t, u)hl (t, u)p h(t, u) ! h(t, 0)( ) dt 0 T # = = 1DT il (u) + 2 DT il (u) . ПРО АСИМПТОТИЧНИЙ РОЗПОДІЛ ОЦІНКИ КОЕНКЕРА – БАССЕТА ПАРАМЕТРА … 1037 ISSN 1027-3190. !"#. $%&. '(#)., 2011, &. 63, * 8 Беручи до уваги (5), (6) та нерівність supx! R1 p(x) = p0 < " , для u < r отри- муємо T ! 1 2 1DT il (u) " T1 2diT ! 1(#) dlT ! 1(#) dil ,T # + T1 2dT ! 1(#)u( ) $ ! T " 1 F h(t, u) " h(t, 0)( ) " F(0)[ ]2 dt 0 T # $ % & ' ( ) 1 2 ≤ ≤ k(il ) (r )p0k1 2(r ) u . (13) З іншого боку, T !1 2 2 DT il (u) ! p(0)I il (") ≤ ≤ p0diT! 1 "( )dlT! 1 "( ) # T (i) (u, 0)( )1 2 # T (l) (u, 0)( )1 2$ %& + + diT (! ) " T (l ) (u, 0)( )1 2 + dlT (! ) " T (i ) (u, 0)( )1 2 # $% + + diT ! 1(" ) dlT ! 1(" ) gi (t, " )gl (t, " ) p h(t, u) ! h(t, 0)( ) ! p(0)( ) dt 0 T # . (14) З (7) випливає, що доданки у квадратних дужках обмежені величиною p0 !k(i ) (r )( )1 2 !k(l ) (r )( )1 2 + !k(l ) (r )( )1 2 + !k(i ) (r )( )1 2! "# $ %& u . Для останнього доданк( (14), використовуючи умови . 4, (4) та нерівність (6), зна- ходимо мажоранту HT1 2 diT ! 1(" ) sup 0#t#T gi (t, " ) T ! 1 2$ 2T 1 2(u, 0)( ) # Hk(i ) (r ) k1 2(r ) u . (15) За формулою Тейлора T ! 1 2 EQiT *+ (u) = T ! 1 2 l=1 q " DT il (u(i ) ) ul , u(i ) < u , i = 1, q . Позначимо HT = T ! 1 2DTil (u(i) )( )i,l=1 q . Тоді, як ми довели, HT = p(0)IT (!) + + MT , де MT il ! u! 0 0 , i, l = 1, q , рівномірно )" T . Очевидно, !HT HT = p2(0)IT 2 (") + p(0) !MT IT (") + IT (")MT( ) + !MT MT( ) . Використовуючи властивість власних чисел суми двох симетричних матриць (див. [23, с. 101 – 103]), маємо ! min ( "HT HT ) # p2 (0)! min (IT 2 ($)) ≤ 1038 О. В. ІВАНОВ, І. М. САВИЧ ISSN 1027-3190. !"#. $%&. '(#)., 201 1, &. 63, * 8 ≤ q p(0) max 1! i,l ! q "MT IT (#) + IT (#)MT( )il + max 1! i, l ! q "MT MT( )il$ %& ' () = = O u( ) . Таким чином, за умови " 2 матриця !HT HT додатно означена рівномірно )" T > T0 для достатньо малих u (для простоти припустимо, що для u ! C0 ) та !&' деякого k0 > 0 T ! 1 2 EQT *+(u) 2 = "HT HTu,u # k0 2 u 0 2 , або EQT*+ (u) ! k0T 1 2 u 0 . (16) Нехай l ! N0 та v ! C(l ) — довільна точка. Тоді, використовуючи (16), можна записати sup u! C(l ) zT + (" ,u) # sup u! C(l ) MT (l ) (" ,u, v) + LT (l ) (" , v)$ %& ' () 1+ k0T 1 2r(l )( )* 1 , де MT (l )(! , u, v) = M" T (l ) (! , u, v) " =1 4# , M1T (l ) (! ,u, v) = dT " 1(! ) # h(t,u) $ X(t) < h(t,u){ } " $ X(t) < h(t, v){ }( ) 0 T % dt , M2T (l ) (! , u, v) = dT " 1(! ) # h(t, u) " # h(t, v)( ) $ X(t) < h(t, v){ } " %( ) 0 T & dt , M 3T (l ) (!, u, v) = dT "1(!) #h(t, u) F h(t, u) " h(t, 0)( ) " F h(t, v) " h(t, 0)( )[ ] 0 T $ dt , M 4T (l) (! ,u, v) = dT" 1(! ) # h(t,u) " # h(t, v)( ) F h(t, v) " h(t, 0)( ) " $[ ] 0 T % dt , LT (l ) (! , v) = dT ! 1(" ) # h(t, v) $ X(t) < h(t, v){ } ! %( )[ 0 T & – – !h(t, 0) " #(t) < 0{ } $ %( ) $ !h(t, v) F h(t, v) $ h(t, 0)( ) $ %( ) dt] . З огляду на (7) для u ! C(l ) отримуємо ПРО АСИМПТОТИЧНИЙ РОЗПОДІЛ ОЦІНКИ КОЕНКЕРА – БАССЕТА ПАРАМЕТРА … 1039 ISSN 1027-3190. !"#. $%&. '(#)., 2011, &. 63, * 8 T ! 1 2M 2T (l ) (" ,u, v) # $ diT ! 2 (" )%T (i ) (u, v) i =1 q & ' ( ) * + , 1 2 # k1a(l ) , (17) де k1 = ! !k(i ) (1) i=1 q " # $ % & ' ( 1 2 , a(l ) = pT! " m !m0 ! 1 , ! = max ! ,1" !{ } . Більш того, відповідно до (4), (6) та *+",- . 4 T !1 2M 3T (l ) (", u, v) ≤ ≤ T ! 1 2p0" 2T 1 2(u, v) diT2 (# + T 1 2dT! 1(#)u)diT! 2(#) i=1 q $ % & ' ( ) * 1 2 ≤ k2a(l ) , (18) де k2 = p0k1 2(1) k(i ) (1)( )2 i=1 q ! " # $ % & ' 1 2 . Аналогічно до попередньої нерівності T ! 1 2M 4T (l ) (" , u, v) ≤ ≤ p0T ! 1 2" 2T 1 2(v, 0) diT ! 2(#)" T (i ) u, v( ) i=1 q $ % & ' ( ) * 1 2 ≤ k3a(l ) , (19) де k3 = p0k1 2(1) !k(i ) (1) i=1 q ! " # $ % & ' 1 2 . Оцінимо M1T (l ) (! , u, v) . Для довільного u ! C(l) позначимо ! X(t) < h(t, u){ } = ! "(t) < h(t, u) # h(t, 0){ } = ! u , ! = 1 " ! . Тоді з тотожності ! u! v = 1" ! u( ) 1" ! v( ) = 1" ! u " ! v + ! u! v випливає ! u " ! v = 1" ! u " ! v = ! u! v " ! u! v = ! u! v( ) # ! u! v( ) ≤ ≤ ! inf u"C(l ) h(t, u) # h(t, 0) $ %(t) $ sup u"C(l ) h(t, u) # h(t, 0) & ' ( )( * + ( ,( - !l (t ) . (20) Таким чином, використовуючи (4), маємо T ! 1 2M1T (l ) (" , u, v) ≤ 1040 О. В. ІВАНОВ, І. М. САВИЧ ISSN 1027-3190. !"#. $%&. '(#)., 201 1, &. 63, * 8 ≤ T ! 1 2 diT! 2(" ) hi (t,u) # X(t) < h(t,u){ } ! # X(t) < h(t, v){ }[ ] dt 0 T $ % & ' ( ) * 2 i=1 q + % & ' ' ( ) * * 1 2 ≤ ≤T ! 1 2 diT ! 2(" ) hi (t, u)#l (t)dt 0 T $ % & ' ( ) * 2 i=1 q + % & ' ' ( ) * * 1 2 ≤ ≤ T ! 1 2 diT ! 2(" ) sup 0#t#T hi (t, u)$ %& ' () 2 i=1 q * $ % & ' ( ) 1 2 +l (t)dt 0 T , ≤ ≤ k4T ! 1 " l (t )dt 0 T # , k4 = k(i ) (1)( )2 i=1 q ! " # $ % & ' 1 2 . (21) Використовуючи (4), запишемо T ! 1 E " l (t)dt 0 T # = = T ! 1 F sup u" C(l ) h(t, u) ! h(t, 0) # $ % & ' ( ! F inf u" C(l ) h(t, u) ! h(t, 0) # $% & '( # $ % & ' ( dt 0 T ) ≤ ≤ p0T !1 sup u1, u2"C(l ) h(t, u1) ! h(t, u2) 0 T # dt ≤ ≤ p0T ! 1 sup u1,u2" C(l ) T1 2diT ! 1(#) hi (t, u) u1 ! u2 i=1 q $ % & ' ( ) * 0 T + dt , де u = u1 + ! u2 " u1( ) , ! " 0,1( ) . Отже, T ! 1 E " l (t) dt 0 T # $ p0 T ! 1 2diT ! 1(%) sup u&C(l ) sup 0$t$T hi (t, u) i=1 q ' a(l ) $ k5a(l ) , (22) де k5 = p0q1 2 k(i ) (1)( )2 i=1 q ! " # $ % & ' 1 2 . Оцінки (17) – (19), (21), (22) показують, що існують константи k6 , k7 такі, що P sup u! C(l ) MT (l ) (" , u, v) 1+ k0T 1 2r(l )( )#1 > $ 2 % & ' ( ) * ≤ ≤ P k6T ! 1 " l (t ) ! E " l (t)( ) dt 0 T # > $ 2 r(l ) ! k7a(l ) % & ' ( ) * . (23) ПРО АСИМПТОТИЧНИЙ РОЗПОДІЛ ОЦІНКИ КОЕНКЕРА – БАССЕТА ПАРАМЕТРА … 1041 ISSN 1027-3190. !"#. $%&. '(#)., 2011, &. 63, * 8 Величина ! 2 r(l ) " k7a(l ) = ! 2 (1" p) " k7 p# $% & '( T " ) m !m0 " 1 > 0 , якщо p вибрати до- статньо малим. Таким чином, .мовірність (23) оцінюється за нерівністю Чебишова величиною 4k6 2T 2! m !m0 " 1" 2 #(1" p) " 2k7p( )" 2 cov $l (t), $l (s)( ) dt ds 0 T % 0 T % . (24) Оскільки в гільбертовому просторі L2(R1, ! (x) dx) , ! (x) = (2" )#1/2e#x2 /2 , розклад функції ! l (t ) за поліномами Чебишова – Ерміта має вигляд ! l (t ) = cm(t) m! Hm(" (t)) m=0 # $ , c0(t) = E! l (t) , cm(t) = ! inf u" C(l ) h(t,u) # h(t, 0) $ G(x) $ sup u" C(l ) h(t,u) # h(t, 0) % & ' (' ) * ' +'R1 , - ! Hm(x) " (x) dx , m ! 1 , то cov ! l (t ), ! l (s)( ) = E ! l (t)! l (s) " E ! l (t ) E ! l (s) = = E cm(t)ck (s) m!k! Hm(! (t)) m,k=0 " # Hk (! (s)) $ c0 (t)c0 (s) = = cm(t)cm(s) m!m=1 ! " Bm(t # s) . Далі, використовуючи нерівність ab ! 1 2 a2 + b2( ) , парність функції B(t) та рівність B(0) = 1 , отримуємо T ! 2 cov " l (t), " l (s)( ) dt ds 0 T # 0 T # = T ! 2 cm(t)cm(s) m! Bm(t ! s) dt ds 0 T # 0 T # m=1 $ % ≤ ≤ T ! 2 cm2 (t) m ! Bm (t ! s) dt ds 0 T " 0 T " m=1 # $ % T ! 2 cm2 (t) m !m=1 # $ & ' ( ) * +B(t ! s) dt ds 0 T " 0 T " . (25) Зауважимо, що cm2 (t) m !m=1 ! " = D#l (t) $ E #l (t) , (26) Продовжуючи оцінки (25), (26), отримуємо 1042 О. В. ІВАНОВ, І. М. САВИЧ ISSN 1027-3190. !"#. $%&. '(#)., 201 1, &. 63, * 8 T !2 cov "l (t), "l (s)( ) dt ds 0 T # 0 T # $ T !2 E "l (t)B(t ! s) dt ds 0 T # 0 T # ≤ ≤ 2 T ! 1 E " l (t) dt 0 T # $ % & ' ( ) T ! 1 B(s) ds 0 T # $ % & ' ( ) . Для першого інтеграла останнього добутку )/(,-&01"2 3 оцінка (22), а за теоре- мою з [24, с. 65] T !1 B(s)ds 0 T " = O B(T)( ) . (27) Разом з (24) це мажорує ймовірність (23) величиною k8L(T)T ! m !m0 " 1" # , (28) яка збігається до 0 при T ! " зі степеневою швидкістю, якщо ! > " . Позначимо L1i (t) = hi (t, v) ! hi (t, 0)( ) " X(t) < h(t, v){ } ! #( ) , L2i (t) = hi (t, 0) ! X(t) < h(t, v){ } " ! #(t) < 0{ }( ) , i = 1, q . Тоді LT (l ) (! , v) = diT " 2(! ) i=1 q # L$i (t) " E L$i (t)( ) $=1 2 # dt 0 T % & ' ( ) * + 2& ' ( ( ) * + + 1 2 , P1 = P LT (l ) (!, v) 1+ k0T 1 2r(l )( )"1 > # 2 $ %& ' () ≤ ≤ 8 diT ! 2(" ) i=1 q # E L$i (t) ! E L$i (t)( ) dt 0 T % & ' ( ) * + 2 $=1 2 # & ' ( ( ) * + + , k0( )! 2 T ! 1r ! 2(l ) . Оцінимо величину E L1i (t) ! E L1i (t)( ) dt 0 T " # $ % & ' ( 2 = cov L1i (t), L1i (s)( ) dt ds 0 T " 0 T " . (29) Оскільки E L1i 2 (t) = hi (t, v) ! hi (t, 0)( )2 E " #(t) < h(t, v) ! h(t, 0){ } ! $( )2 ≤ ≤ !2 hi (t, v) " hi (t, 0)( )2 < # , то для функції L1i (t) справедливим є розклад у просторі L2(R1, ! (x) dx) : ПРО АСИМПТОТИЧНИЙ РОЗПОДІЛ ОЦІНКИ КОЕНКЕРА – БАССЕТА ПАРАМЕТРА … 1043 ISSN 1027-3190. !"#. $%&. '(#)., 2011, &. 63, * 8 L1i (t) = cm(t, v) m! Hm(!(t)) m=0 " # , c0 (t, v) = E L1i (t) , cm(t, v) = hi (t, v) ! hi (t, 0)( ) " ! " G(x) < h(t, v) # h(t, 0){ } # $( ) Hm(x) %(x) dx R1 & , m ! 1 . Тоді, як і вище, cov L1i (t), L1i (s)( ) = cm(t, v)cm(s, v) m!m=1 ! " Bm(t # s) . Зауважимо також, що cm2 (t, v) m !m=1 ! " = DL1i (t) # E L1i 2 (t) # $2 hi (t, v) %hi (t, 0)( )2 . Продовжуючи оцінку (29), отримуємо cov L1i (t), L1i (s)( ) dt ds 0 T ! 0 T ! ≤ ≤ ! 2 hi (t, v) " hi (t, 0)( )2 B(t " s)dtds 0 T # 0 T # ≤ ≤ 2T! 2" T (i ) (v, 0) T #1 B(s) ds 0 T $ % & ' ( ) * . Далі, з (27) маємо, що (29) мажорується величиною k9T 1!"#T (i ) (v, 0)L(T) . Оцінимо E L2i (t) ! E L2i (t)( )dt 0 T " # $ % & ' ( 2 . Нехай C(l ) — елемент покриття мно- жини C(m) . Введемо позначення M ! C(k) k=m m0 ! . Тоді за аналогією з (20) ! " (t) < h(t, v) # h(t, 0){ } # ! "(t) < 0{ } ≤ ≤ ! inf v"M h(t, v) # h(t, 0) $ %(t) $ sup v"M h(t, v) # h(t, 0){ } & !M (t) . Отже, L2i (t) ! hi (t, 0) "M (t) . Оскільки E L2i 2 (t) ! hi 2(t, 0) E " M (t) ≤ ≤ hi 2(t, 0) F sup v! M h(t, v) " h(t, 0)# $% & '( " F inf v! M h(t, v) " h(t, 0)( )) *+ , -. ≤ 1044 О. В. ІВАНОВ, І. М. САВИЧ ISSN 1027-3190. !"#. $%&. '(#)., 201 1, &. 63, * 8 ≤ p0hi 2(t, 0) sup v1, v2! M h(t, v1) " h(t, v2) < # , то має місце розклад функції L2i (t) в L2(R1, ! (x) dx) : L2i (t) = !cm(t, v) m! Hm(! (t)) m=0 " # , !c0(t, v) = EL2i (t) , !cm(t, v) = hi (t, 0) ! G(x) < h(t, v) " h(t, 0){ } " ! G(x) < 0{ }( ) Hm(x)#(x) dx R1 $ , m ! 1 . З огляду на те, що E L2i (t) ! EL2i (t)( ) dt 0 T " # $ % & ' ( 2 = cov L2i (t), L2i (s)( )dt ds 0 T " 0 T " , (30) cov L2i (t), L2i (s)( ) = !cm(t, v) !cm(s, v) m! Bm(t ! s) m=1 " # , !cm 2 (t, v) m!m=1 ! " = DL2i (t) # EL2i 2 (t) , отримуємо cov L2i (t), L2i (s)( ) dtds 0 T ! 0 T ! ≤ ≤ p0 hi2(t, 0) sup v1, v2! M h(t, v1) " h(t, v2) B(t " s) dt ds 0 T # 0 T # ≤ ≤ 2p0T hi 2(t, 0) sup v1, v2! M h(t, v1) " h(t, v2) dt 0 T # T " 1 B(s) ds 0 T # $ % & ' ( ) . За умови (4) hi 2(t, 0) sup v1, v2! M h(t, v1) " h(t, v2) dt 0 T # ≤ ≤ hi 2(t, 0) sup v1, v2! M T1 2diT " 1(#) hi (t, !v) v1 " v2 i=1 q $ % & ' ( ) * dt 0 T + ≤ ≤ 2 a(l ) + r(l )( ) T1 2diT ! 1(" ) sup v#M sup 0$t$T hi (t, v) i=1 q % & ' ( ) * +diT 2 (" ) ≤ ≤ 2 k(i ) (1) i=1 q ! " # $ % & ' a(l ) + r(l )( ) diT 2 (() , ПРО АСИМПТОТИЧНИЙ РОЗПОДІЛ ОЦІНКИ КОЕНКЕРА – БАССЕТА ПАРАМЕТРА … 1045 ISSN 1027-3190. !"#. $%&. '(#)., 2011, &. 63, * 8 тобто (30) мажорується величиною k10 a(l ) + r(l )( ) diT 2 (! )T1" # L(T) . Таким чином, завдяки (7) P1 ≤ 8T1! " #k0( )! 2 T ! 1r ! 2(l )L(T) $ ! diT " 2(#) i=1 q $ k9%T (i ) (v, 0) + k10diT 2 (#) a(l ) + r(l )( )( )& ' ( ( ) * + + ≤ ≤ 8T ! " #k0( )! 2 r ! 2(l)L(T ) $ ! k9 !k(i ) (1) i=1 q " # $ % & ' ( a(l ) + r(l )( )2 + k10q a(l ) + r(l )( ) ) * + + , - . . ≤ ≤ k11T ! " L(T) a(l ) + r(l )( )2 r ! 2(l ) + a(l ) + r(l )( ) r ! 2(l )# $ % & = = k11T ! " L(T) (1! p)! 2 + (1! p)! 2T #m !m0 ! 1$ %& ' () * k12T #m !m0 ! 1! " L(T) . (31) Отже, P1 оцінюється величиною k12T ! m !m0 " 1" # L(T ) , яка збігається до нуля при T ! " зі степеневою швидкістю при ! > " . Отже, (28) та (31) показують, що для l = 1, É , N0 ! 1 та деякого m = = m(l ) < m0 P sup u! C(l ) zT + (" , u) > # $ % & ' ( ) = O L(T)T * m !m0 +1+,( ) . Розглянемо випадок, коли l = N0 . Очевидно, P sup u! C(N0) zT + (" , u) > # $ % & ' ( ) ≤ ≤ P sup u 0<T ! " m0 !m0 ! 1 QT*+ (u) ! QT*+ (0) ! EQT*+ (u) > # $ % & & ' ( ) ) . Запишемо вираз, що стоїть під знаком норми, у вигляді суми векторів !1(",u) + + !2(", u) + ! 3(" , u) , де ! 1(" ,u) = dT #1(" ) $ h(t,u) # $ h(t, 0)( ) % X(t) < h(t,u){ } # &( ) 0 T ' dt , ! 2(" , u) = dT #1(" ) $ h(t, 0) % X(t) < h(t, u){ } # % &(t) < 0{ }( ) 0 T ' dt , 1046 О. В. ІВАНОВ, І. М. САВИЧ ISSN 1027-3190. !"#. $%&. '(#)., 201 1, &. 63, * 8 ! 3(" , u) = #dT #1(" ) $ h(t, u) F h(t, u) # h(t, 0)( ) # %[ ] 0 T & dt . Легко бачити, що для u 0 < T ! " m0 !m0 ! 1 ! 1(" , u) ≤ !T1 2 diT "2(#)$T (i ) (u, 0) i=1 q % & ' ( ) * + 1 2 ≤ ≤ ! T1/2" #m0 !m0 " 1 !k(i ) (1) i=1 q $ % & ' ( ) * 1/2 = k13T 1/2" #m0 !m0 " 1 , (32) ! 3(" , u) ≤ p0! T 1/2(u, 0) diT" 2(#)diT2 (# + T 1/2dT" 1(#)u) i=1 q $ % & ' ( ) * 1/2 ≤ ≤ k14T 1/2! " m0 !m0 ! 1 . (33) Якщо ! > 1 2 , то для T > T0 показники степен' у (32) та (33) від’ємні, і залишається оцінити ймовірність ( !" < " ) P2 ! P sup u 0<T " #m0 !m0 " 1 $2(%,u) > &' ( ) * * + , - - . Зауважимо, що ! 2(" , u) = = diT! 2(" ) hi (t, 0) # $(t) < h(t,u) ! h(t, 0){ } ! # $(t) < 0{ }( ) dt 0 T % & ' ( ) * + 2 i=1 q , & ' ( ( ) * + + 1/2 . (34) Тоді за аналогією з (20) ! "(t) < h(t,u) # h(t, 0){ } # ! "(t) < 0{ } ≤ ≤ ! inf u 0<T "# m0 !m0 "1 h(t, u) " h(t, 0) $ %(t) $ sup u 0<T "# m0 !m0 "1 h(t, u) " h(t, 0) & ' ( )( * + ( ,( - !N0 (t) . Продовжуючи (34), маємо ! 2(" , u) ≤ diT ! 2(" ) hi (t, 0) #N0 (t) dt 0 T $ % & ' ( ) * 2 i=1 q + % & ' ' ( ) * * 1/2 ≤ ≤ T ! 1/2 T1/2diT ! 1(" ) sup 0#t#T hi (t, 0)$ %& ' () 2 i=1 q * $ % & ' ( ) 1/2 +N0 (t) dt 0 T , ≤ ПРО АСИМПТОТИЧНИЙ РОЗПОДІЛ ОЦІНКИ КОЕНКЕРА – БАССЕТА ПАРАМЕТРА … 1047 ISSN 1027-3190. !"#. $%&. '(#)., 2011, &. 63, * 8 ≤ k(i ) (1)( )2 i=1 q ! " # $ % & ' 1 2 T ( 1 2 ) N0 (t) dt 0 T * = k15T ! 1/2 " N0 (t) dt 0 T # . Отже, P2 ! P k15T "1/2 #N0 (t) dt 0 T $ > %& ' ( ) * + , . (35) Аналогічно до оцінки (22) отримуємо оцінку T !1/2 E "N0 (t) dt # k16 0 T $ T 1/2a(N0) = k16pT 1/2!%m0 !m0 !1 . (36) Продовжуючи (35), для !!" < !" маємо P2 ! P k15T " 1/2 #N0 (t) " E #N0 (t)( ) dt 0 T $ > %%& ' ( ) * + , ≤ ≤ !!"( )#2 k15 2 T #1 cov $N0 (t), $N0 (s)( ) dt ds 0 T % 0 T % . Оскільки в гільбертовому просторі L2(R1, ! (x) dx) має місце розклад !N0 (t) = !cm(t) m! Hm("(t)) m=0 # $ , !cm(t) = ! inf u 0<T " #m0 $!m0 " 1 h(t, u) " h(t, 0) %G(x) % sup u 0<T " #m0 $!m0 " 1 h(t, u) " h(t, 0) & ' ( )( * + ( ,(R1 - . ! Hm (x) " (x) dx , m ! 0 , то T !1 cov "N0 (t),"N0 (s)( ) dt ds 0 T # 0 T # ≤ T ! 1 !cm 2 (t) m!m=1 " # $ % & ' ( ) B(t ! s) dt ds 0 T * 0 T * ≤ ≤ T ! 1 E " N0 (t)B(t ! s) dt ds 0 T # 0 T # ≤ 2 E ! N0 (t) 0 T " dt T #1 B(s) 0 T " ds $ % & ' ( ) . Далі, для першого інтеграла використовуємо оцінку (36), а для другого — (27), отже, P2 ! k17L(T)T1" # " $m0 !m0 " 1 . Ця величина збігається до нуля при T ! " , якщо ! + " > 1. Лему 1 доведено. 1048 О. В. ІВАНОВ, І. М. САВИЧ ISSN 1027-3190. !"#. $%&. '(#)., 201 1, &. 63, * 8 Покладемо EQT ± !̂ T( ) = EQT ± (" )( ) " =!̂ T . 6GE% 2. I#: 4:".)%))- ($.4 &1.#1$: 1 5@9 5.4-@=).6. ! > 0 P QT ±(!) + EQT ±(ö!T ) > "( ) T#$% #%%% 0 . (37) !"#$%$&&'. Для достатньо малого r > 0 маємо P zT ±(! , uT ) > "( ) = = P zT±(! ,uT ) > ", uT # r( ) + P zT ±(! , uT ) > ", uT > r( ) = P1+ P2 . Із співвідношення (11) випливає, що P1 ≤ P sup u! V c (r)! "UT c (" ) zT±(" ,u) > # $ %& ' () * T * + 0 , а із конзистентності оцінки ö! T маємо P2 ! T! " 0 . Таким чином, оскільки QT *± (uT ) = QT ± (! + T1 2 dT " 1(! )uT ) = QT ± (!̂ T ) , отриму- ємо QT ±(ö! T ) " QT ±(! ) " EQT ±(ö! T ) 1+ EQT ±(ö! T )( )" 1 T# $ % #% % % p 0 . (38) Якщо відбулася подія ö! T " ! < r{ } для деякого r < d0 , то QiT ± (!̂ T ) " 0 , i = 1, q , і з (38) випливає QiT + (ö! T ) " QiT + (! ) + EQiT + (ö! T )( ) 1+ EQT ±(ö! T ) T# $ % #% % % p 0 , (39) QiT ! (ö"T ) + QiT + (") + EQiT + (ö"T )( ) 1+ EQT ±(ö"T ) T#$% #%%% p 0 . (40) В свою чергу з (39), (40) для довільного ! > 0 маємо P QT ±(! ) + EQT ±(ö! T ) " 1+ EQT ±(ö! T )( ) #( ) T$ % & $& & & 1 . (41) З (41) випливає, що P X+(! )( ) " T" # 1 , де X+(!) = EQT +(ö!T ) " # + QT +(!) 1$ # % & ' (' ) * ' +' . (42) Доведемо обмеженість за ймовірністю вектора EQT +(ö! T ) . Маємо P EQT + (!̂ T ) > M( ) = P EQT +(ö! T ) > M, X+(! )( ) + + P EQT +(ö! T ) > M, X+(! )( ) ≤ P QT+(! ) > M (1" #) " #( ) + P X+(! )( ) , (43) ПРО АСИМПТОТИЧНИЙ РОЗПОДІЛ ОЦІНКИ КОЕНКЕРА – БАССЕТА ПАРАМЕТРА … 1049 ISSN 1027-3190. !"#. $%&. '(#)., 2011, &. 63, * 8 де X+(!) — доповнення до події X+(! ) . Позначимо ! (t ) = " { #(t) < 0} $ %, t ! R1 . Тоді QiT ± (! ) = diT !1(") # ! gi (t,")#(t) dt 0 T $ майже напевно, i = 1, q . Оцінимо ймовірність P QT +(! )( > > M (1! " ) ! " ) . Очевидно, E QT+ (!) 2 = E(diT"1(!) gi (t, !)#(t) 0 $ % dt i=1 q & )2 , E(QiT + (! ))2 = diT " 2(! ) gi (t, ! )gi (s, ! )B#(t " s) 0 T $ 0 T $ dt ds, i = 1, q , де B! (t " s) = E ! (t)! (s) = cov #{ $(t) < 0} , #{ $(s) < 0}( ) . Далі, очевидно також, що cov ! { "(t) < 0} , ! { "(s) < 0}( ) = Cm 2 m! Bm(t # s) m=1 $ % , Cm = ! {G(x) < 0} " # # $ Hm(x)%(x) dx , m ! 1 , E QiT + (! )( )2 = Cm 2 m! diT " 2 m=1 # $ (! ) gi (t, ! )gi (s, ! ) 0 T % 0 T % Bm(t " s) dt ds. Оскільки за умовою теореми 1 ! > 1 2 , то B2 (!) " L1(R1) та відповідна с. щ. f2(! ) , ! " R1 , неперервна та обмежена. Більш того, всі згортки fm(! ) = = 1 2! e" i#t Bm " $ $ % (t) dt , m ! 2 , мають таку ж властивість. Крім цього, fm(! ) ≤ ≤ 1 2! Bm " # # $ (t) dt ≤ 1 2! B2 " # # $ (t) dt , m ! 2 , тобто supm! 2 max" #R1 fm(" ) ≤ ≤ 1 2! B2 " # # $ (t) dt та diT ! 2 (" ) gi (t, " )gi (s, " )Bm(t ! s) 0 T # 0 T # dt ds = = fm(! ) ei! t 0 T " gi (t, #) dt 2 d! $% % " 1 2& ei! t 0 T " gi (t, #) dt 2 d! $% % " ≤ B2 ! " " # (t)dt , m ! 2 . Бачимо, що 1050 О. В. ІВАНОВ, І. М. САВИЧ ISSN 1027-3190. !"#. $%&. '(#)., 201 1, &. 63, * 8 E(QiT + (! ))2 " C1 2diT #2(! ) gi (t, ! )gi (s, ! )B(t # s) 0 T $ 0 T $ dt ds+ B2(t) dt #% % $ Cm 2 m!m=2 % & ' ( ) * + , , до того ж Cm2 m ! = D! { "(t) < 0} # C1 2 m=2 $% = &# &2 # C1 2 . Оскільки с. щ. f (!) має в нулі порядок !"#1 (див. [25]) і 1! " < 1 2 , то 2(1! " ) < 1, тобто функція f 2(! ) інтегровна в околі нуля ! " (#1,1) . Крім цього, max ! " 1 f (! ) # $ f < %, як це випливає з [25, с. 277]. Це означає, що для ! " 1 f 2(! ) " max µ #1 f (µ)( ) f (! ) " $ f f (! ) і f (!) " L1(R1) ! L2(R1) . За то- тожністю Планшереля B2 ! " " # (t) dt = 2$ f 2 ! " " # (%) d%. (44) Зауважимо далі, що завдяки умові " 3, diT! 2(" ) gi (t, " )gi (s, " )B(t ! s) 0 T # 0 T # dt ds = = 2! f (" ) #$ $ % ei" t 0 T % gi (t,&) dt 2 ei" t 0 T % gi (t,&) dt 2 d" #$ $ % ' ( ) ) * + , , #1' ( ) ) ) * + , , , d" = = 2! f (" )µT ii (d" , #) T$ % & $& & & ' % % ( 2! f (" )µii (d" , #) ' % % ( . (45) Із співвідношень (44), (45) отримуємо, що для будь-якого ! > 0 існує T0 = = T0(!) > 0 таке, що для T > T0 E QT +(! ) 2 " 2#C1 2 f ($)µii (d$, ! ) + % &' ' ( i=1 q ) * + , - . / + 2#(0 &02 &C1 2)q f 2($) d$ &' ' ( . Це означає, що вектор QT +(! ) обмежений за ймовірністю, а разом з ним век- тор EQT +(ö! T ) також обмежений за ймовірністю. Відповідно до (41) для довільного ! > 0 P QT +(! ) + EQT +(ö! T ) > "( ) ≤ ≤ P QT +(! ) + EQT +(ö! T ) > " 1+ M( )#1 1+ EQT +(ö! T )( ) , EQT +(ö! T ) $ M( ) + + P EQT+(ö! T ) > M( ) ≤ ПРО АСИМПТОТИЧНИЙ РОЗПОДІЛ ОЦІНКИ КОЕНКЕРА – БАССЕТА ПАРАМЕТРА … 1051 ISSN 1027-3190. !"#. $%&. '(#)., 2011, &. 63, * 8 ≤ P QT + (! ) + EQT + (ö! T ) > " 1+ M( )#1 1+ EQT + (ö! T )( )( ) + + P EQT +(ö! T ) > M( ) , звідки і випливає (37). Лему 2 доведено. 6GE% 3. J% ($.4 &1.#1$: 1 5@9 5.4-@=).6. ! > 0 P EQT + (ö! T ) " p(0)IT (! )dT (! )(ö! T " ! ) > #( ) T$ % & $& & & 0 . (46) !"#$%$&&'. Якщо величина uT = T ! 1 2dT (" )(ö" T ! " ) є малою, то з нерів- ності (16) та обмеженості за ймовірністю випадкового вектора EQT +(ö! T ) випли- ває, що вектор dT (! )(ö! T " ! ) = T1 2uT також обмежений за ймовірністю. Дійс- но, із (16) та конзистентності ö!T випливає, що для достатньо малих r > 0 P T1 2 uT > M( ) ≤ P EQT+(ö! T ) > k0M( ) + P uT > r( ) T ,M " # $ "$ $ $ $ 0 . Використовуючи позначення, які було введено раніше, маємо T ! 1 2 EQT +(ö" T ) = T ! 1 2 EQT #+(uT )HTuT , EQT +(ö! T ) " p(0)IT (! )dT (! )(ö! T " ! ) = H1T + H2T ! p(0)IT (" )( )T1 2uT , де матриці HkT = T ! 1/2 kDT il (u(i ) )( ) i,l =1 q , k = 1, 2 , u(i ) ! uT , i = 1, q , означені, як і матриця HT , за аналогією з матрицями T ! 1/2 kDT (u(i ) ) , k = 1, 2 . Нерівності (13) – (15) показують, що EQT+(ö! T ) " p(0)IT (! )dT (! )(ö! T " ! ) ≤ ≤ H1T dT (! )(ö! T " ! ) + H2T " p(0)IT (! )( ) dT (! )(ö! T " ! ) ≤ ≤ k18 uT dT (! )(ö! T " ! ) . Твердження леми випливає з обмеженості за ймовірністю вектора dT (! )(ö! T " ! ) . 45+* 3 !",5!51". 4. 5'$GFG&&L BG'JGE* 1. Із співвідношень (37) та (46) для довільного ! > 0 знаходимо P p! 1(0)" T (#)QT +(#) + dT (#)(ö#T ! #) > $( ) ≤ ≤ P p! 1(0)" T (#) QT + (#) + EQT + (ö#T )( ) > $ 2 % &' ( )* + 1052 О. В. ІВАНОВ, І. М. САВИЧ ISSN 1027-3190. !"#. $%&. '(#)., 201 1, &. 63, * 8 + P p! 1(0)" T (#) EQT +(ö#T ) ! dT (#)(ö#T ! #) > $ 2 % &' ( )* T+ , - +- - - 0 . Теорема 1 випливає, наприклад, із теореми [26, с. 117]. 1. Beran J. Statistics for long-memory processes. – New York: Chapman and Hall, 1994. 2. Leonenko N. N. Limit theorems for random fields with singular spectrum. – Dordrecht: Kluwer Acad. Publ., 1999. 3. Doukhan P., Oppenheim G., Takku M. S. Theory and applications of long-range dependence. – Boston: Birkhäuser, 2003. 4. Grenander U., Rozenblatt M. Statistical analysis of stationary time series. – New York: John Wiley and Sons, 1957. – 300 p. 5. Bassett G., Koenker R. Regression quantile // Econometrica. – 1978. – 46. – P. 33 – 50. 6. K4%).4 +. L., +#@.43=":? K. L. Асимптотична нормальність оцінок Коенкера – Бассета у неліній- них моделях регресії // Теорія ймовірностей та мат. статистика. – 2005. – Вип. 72. – С. 30 – 41. 7. +#@.43=":? K. L. Конзистентність оцінок Коенкера – Бассета у нелінійних моделях регресії // На- ук. вісті НТУУ „КПІ”. – 2004. – № 3 (35). – С. 144 – 150. 8. Kukush A. G., Beirlant J., Goegebeur Y. Nonparametric estimation of conditional quantiles // Dept. Appl. Econ. – Belgium: K. V. Leuven, 2005. – Res. Rept OR 0557. 9. Jennrich R. I. Asymptotic properties of non-linear least squares estimators // Ann. Math. Statist. – 1969. – 40. – P. 633 – 643. 10. Pfanzagl J. On the measurability and consistency of minimum contrast estimates // Metrika. – 1969. – 14. – P. 249 – 272. 11. M$1&&1#1# N. Введение в математическую статистику. – М.: Наука, 1976. 12. Ivanov A. V. Asymptotic theory of nonlinear regression. – Dordrecht: Kluwer Acad. Press, 1997. 13. O%4:C K. P. Конзистентність квантильних оцінок у моделях регресії з сильно залежним шумом // Теорія ймовірностей та мат. статистика. – 2010. – № 82. – С. 128 – 136. 14. Q>#%6:$.4 Q. R., S.8%).4 T. R. Гауссовские случайные процессы. – М.: Наука, 1970. – 383 с. 15. U.@14. R. O. Об оценках коэффициентов регрессии // Теория вероятностей и ее применения. – 1969. – 14. – С. 78 – 101. 16. U.@14. R. O. Об асимптотической нормальности оценок коэффициентов регрессии // Теория вероятностей и ее применения. –1971. – 16. – С. 724 – 728. 17. Ivanov A. V., Leonenko N. N. Statistical analysis of random fields. – Dordrecht etc.: Kluwer Acad. Publ., 1989. – 244 p. 18. 2:@@:)63@: I. Сходимость вероятностных мер. – М.: Наука, 1977. – 352 с. 19. K4%).4 +. L., O%4:C K. P. µ -Припустимість спектральної щільності сильно залежного випадко- вого шуму у нелінійних моделях регресії // Наук. вісті НТУУ „КПІ”. – 2009. – № 1. – С. 143 – 148. 20. Ivanov A. V., Savych I. N. Asymptotic properties of Koenker – Bassett estimator in the regression model with long-range dependence // Int. Conf. „Modern Stochastics: Theory and Applications II”, Kyiv, 7 – 10 Sept., 2010. – P. 88. 21. U=/>1# I. Робастность в статистике. – М.: Мир, 1984. 22. Huber P. J. The behaviour of maximum likelihood estimates under nonstandard conditions // Proc. 5 th Berkeley Symp. Math. Statistics and Probability. – Berkeley: Unif. Clif. Press., 1967. – Vol. 1. – P. 221 – 233. 23. Wilkinson J. H. The algebraic eigenvalue problem. – Oxford: Clarendon Press, 1962. – 662 p. 24. O1)1&% V. Правильно меняющиеся функции. – М.: Наука, 1985. 25. Anh V. V., Knopova V. P., Leonenko N. N. Continuous-time stochastic processes with cyclical long- range dependence // Austral. and N. Z. J. Statist. – 2004. – 46, 6 2. – P. 275 – 296. 26. S%. O. S. Линейные статистические методы и их применения. – М.: Наука, 1968. – 548 с. Одержано 18.02.10, після доопрацювання — 23.06.11
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-166366
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn 1027-3190
language Ukrainian
last_indexed 2025-12-07T18:27:34Z
publishDate 2011
publisher Інститут математики НАН України
record_format dspace
spelling Іванов, О.В.
Савич, І.М.
2020-02-19T05:04:02Z
2020-02-19T05:04:02Z
2011
Про асимптотичний розподіл оцінки Коенкера - Бассета параметра нелінійної моделі регресії з сильно залежним шумом / О.В. Іванов, І.М. Савич // Український математичний журнал. — 2011. — Т. 63, № 8. — С. 1030–1052. — Бібліогр.: 26 назв. — укр.
1027-3190
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/166366
519.21
Доказано, что при некоторых условиях регулярности асимптотическое распределение оценки Коенкера – Бассета совпадает с асимптотическим распределением интеграла от порожденного случайным процессом индикаторного процесса, взвешенного градиентом функции регресcии.
We prove that, under certain regularity conditions, the asymptotic distribution of the Koenker - Bassett estimator coincides with the asymptotic distribution of the integral of the indicator process generated by a random noise weighted by the gradient of the regression function.
uk
Інститут математики НАН України
Український математичний журнал
Статті
Про асимптотичний розподіл оцінки Коенкера - Бассета параметра нелінійної моделі регресії з сильно залежним шумом
On the asymptotic distribution of the Koenker-Bassett estimator for a parameter of the nonlinear model of regression with strongly dependent noise
Article
published earlier
spellingShingle Про асимптотичний розподіл оцінки Коенкера - Бассета параметра нелінійної моделі регресії з сильно залежним шумом
Іванов, О.В.
Савич, І.М.
Статті
title Про асимптотичний розподіл оцінки Коенкера - Бассета параметра нелінійної моделі регресії з сильно залежним шумом
title_alt On the asymptotic distribution of the Koenker-Bassett estimator for a parameter of the nonlinear model of regression with strongly dependent noise
title_full Про асимптотичний розподіл оцінки Коенкера - Бассета параметра нелінійної моделі регресії з сильно залежним шумом
title_fullStr Про асимптотичний розподіл оцінки Коенкера - Бассета параметра нелінійної моделі регресії з сильно залежним шумом
title_full_unstemmed Про асимптотичний розподіл оцінки Коенкера - Бассета параметра нелінійної моделі регресії з сильно залежним шумом
title_short Про асимптотичний розподіл оцінки Коенкера - Бассета параметра нелінійної моделі регресії з сильно залежним шумом
title_sort про асимптотичний розподіл оцінки коенкера - бассета параметра нелінійної моделі регресії з сильно залежним шумом
topic Статті
topic_facet Статті
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/166366
work_keys_str_mv AT ívanovov proasimptotičniirozpodílocínkikoenkerabassetaparametranelíníinoímodelíregresíízsilʹnozaležnimšumom
AT savičím proasimptotičniirozpodílocínkikoenkerabassetaparametranelíníinoímodelíregresíízsilʹnozaležnimšumom
AT ívanovov ontheasymptoticdistributionofthekoenkerbassettestimatorforaparameterofthenonlinearmodelofregressionwithstronglydependentnoise
AT savičím ontheasymptoticdistributionofthekoenkerbassettestimatorforaparameterofthenonlinearmodelofregressionwithstronglydependentnoise