Научная статья на тему 'О предельном распределении числа достижений заданного уровня процессом скользящего суммирования'

О предельном распределении числа достижений заданного уровня процессом скользящего суммирования Текст научной статьи по специальности «Математика»

CC BY
106
31
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Область наук
Ключевые слова
СКОЛЬЗЯЩЕЕ СУММИРОВАНИЕ / ДОСТИЖЕНИЕ ЗАДАННОГО УРОВНЯ ПРОЦЕССОМ / ЗАКОН ПУАССОНА / MOVING SUMMATION / THE ATTAINMENT GIVEN VALUE OF PROCESS / POISSON DISTRIBUTION

Аннотация научной статьи по математике, автор научной работы — Лось А. Б.

Пусть ξt(n) = Xt +... + Xt+n-1 – процесс скользящего суммирования, X1, X2,...,XN,...– независимые, одинаково распределенные случайные величины, p{Xi = 1} = p, p{Xi = 0} = q, p + q=1. В работе исследуется статистика, где vt(n, m) = 1, если ξt-1(n) 0} – времени первого достижения заданного уровня m процессом ξt(n).Let ξt(n) = Xt +... + Xt+n-1 –

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

process of moving summation, X1, X2,...,XN,...– independent equally distributed random variables, p{Xi = 1} = p, p{Xi = 0} = q, p + q=1. In the paper we investigate the statistics, were vt(n, m) = 1 if ξt-1(n) 0} – fist time of attainment given value of process ξt(n).

Текст научной работы на тему «О предельном распределении числа достижений заданного уровня процессом скользящего суммирования»

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

4. Гиттис, Э.И. Преобразователи информации для электронных цифровых вычислительных устройств. Изд. 3-е / Э.И. Гитис. - М.: Энергия, 1975. - 448 с.

5. Хлистунов, В.Н. Основы цифровой электроизмерительной техники и цифровые преобразователи / В.Н. Хлистунов. - М.-Л.: Энергия, 1966. - 345 с.

6. ГОСТ 8.207-76. ГСИ. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. Основные положения.

7. ГОСТ 8.011-72. ГСИ. Показатели точности измерений и форма представления результатов измерений.

8. Алексеев, В.В. Интегральная оценка точностных возможностей микроэлектромеханических преобразователей линейных ускорений / В.В. Алексеев, Ю.В. Ковганич, В.М. Полушкин, С.П. Тимошен-ков // Матер. всероссийской научно-технической конф. «Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве, космической механотронике», г. Воронеж, 2011 г.

9. Домрачеев, В.Г. Цифровые преобразователи угла: Принципы построения, теория точности, методы контроля / В.Г. Домрачев, Б.С. Мейко - М.: Энер-гоатомиздат, 1984.

О ПРЕДЕЛЬНОМ РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЧИСЛА ДОСТИЖЕНИЙ ЗАДАННОГО УРОВНЯ ПРОЦЕССОМ

скользящего суммирования

А.Б. ЛОСЬ, доц. каф. компьютерной безопасности МИЭМНИУ ВШЭ, канд. техн. наук

alexloss@miem. edu. ru

Пусть X1, X2,..., XN - (1) последовательность независимых, одинаково распределенных случайных величин, принимающих значение 1 и 0 с вероятностями p и q соответственно, p + q = 1,

т=Xi+X2+•••+x+n-H t = 1 v.

процесс скользящего суммирования, порожденный последовательностью (1).

Исследованию характеристик процесса ^t(n) посвящено довольно много работ в научной литературе [1-5].

В настоящей работе получены условия сходимости числа достижений заданного уровня процессом ^(и) за время N-n+1, к закону Пуассона и нормальному закону, а также исследовано предельное распределение времени первого достижения процессом ^(и) заданного уровня т.

Введем индикаторы vt(n,m) достижения процесса <ztt(n) заданного уровня т, полагая 1, если (п)>т

0, если (п)<т

1, если т, b,t{n) = m

0, в противном случае

t = 2,з,-;

Положим также

N-n+1

r\N{n,m)= I vt(n,m)

t=l

- число достижений заданного уравнения m процессом ^t(n) за время N-n+1, т(и,т) = = min (N | nN (n,m) > 0) - время первого достижения заданного уровня т процессом ^t(n).

Заметим, что случайная величина x(n,m) изучалась в работе [6], где получена двусторонняя оценка вероятности p(x(n,m) > N}. В [7] для вычисления вероятности p(x(n,m) > N} предложена приближенная формула.

Далее, где это не вызовет путаницы, будем опускать индексы n и m в обозначении индикаторов vt(n,m).

Введем необходимые для дальнейшего изложения обозначения

/'„Л я

С(иД)= pkд”к, Р(п,т) = У^.С(яА),

\к У к=т

X = E nN (n,m)= D(n.m) + (N-n) C(n-1,m-1)p-q,

m—2 n—s

'Z Z C(n-k,s)x

2 21 x = p ■q

s=0 k=m-s+1

xC(к - 2, m - s -1) • C(k - 2,m - s - 2).

Везде далее предполагается, что

^ /Л

Kkj

при к > n или n < 0 и

(кЛ

при к > 0.

v<V

= 0

= 1

184

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 3/2013

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

Теорема 1. Пусть при N, n,m — ю величина p (p < Ро < 1) изменяется так, что

he~x / m — 0 (2)

(n-m)p = O (1). (3)

Тогда, если Х— ю, то равномерно по значениям k = 0, 1, 2,..., 2 [Х]

p{nN (n,m)=k} = Xkex / k! • (1+o (1)) (4)

и случайная величина nN(n,m) распределена асимптотически нормально с параметром (Х,Х).

Х0 =

const,

то

Если Х ——Х0

j^£\x(n,m) gX,(z-l)

Вначале докажем одно вспомогательное утверждение.

Лемма. Пусть при N, n,m — ю величина p (p < р0 < 1) величина p изменяется так, что Х > C > 0, C = const, и выполняется условие (3). Тогда

1) nm 7 N — 0 при любом t < ю ,

2) (N-n)x = O^m).

Доказательство леммы. Для доказательства утверждения 1) рассмотрим два случая.

а) Пусть m/n — 1.

Обозначим Л = n - m и рассмотрим величину 5 = nm* •C(n-1,m-1)pq.

Поскольку

г п -О vm - 1у

то 5 < nt+1+h • pm / h!

Учитывая, что h! > hh • e-h, а также, что h/n — 0 при n — ю , получаем 5 < nt+1+h • pm / h! = exp{(t+1)7nn - hln(h/n) +(n-h)7np} = = exp{n[(t+1)n-1 inn - h/n inh/n +h/n + (1-h/n)lnp]} = exp[n(lnp• (1+o (1) +o (1))} — 0при n — ю.

Отсюда следует, что 5=nmt •C(n-1,m-1)pq — 0 при n — ю.

Поскольку Х = D(n,m) + (N-n) C(n-1,m-1)pq > c >0, то 5 /Х — 0 при n —ю.

Так как в условиях леммы m—ю, то в силу (3) и неравенства q>1 -p0,p0 = const,p0 < 1 справедливо соотношение

nt~

i+Z

D(ri,rn)=C(n,rn)x (n-m)...(n-m-k + \)

ш (m +

- C(n, m)(l + о (l)).

Поэтому, Х = (N - n + n/mq)• C(n-1,m-1)pq • (1+ o (1)), и, следовательно, nm* /(N-n +n/(mq)) — 0 при N, n,m — ю , откуда следует утверждение 1) леммы в случае а).

б) m/n — у < 1.

Нетрудно видеть, что в этом случае условие (n-m)p=o (1) эквивалентно условию np=o (1).

Поскольку

VH-ly

m-1

п

то nm* •(N-n) C(n-1,m-1)pq < mf •(np) / / (m-1)! — 0 при n, m — ю.

Отсюда с учетом сделанных выше замечаний следует справедливость утверждения 1) леммы в случае б). Утверждение 1) леммы доказано. Докажем утверждение 2). Нетрудно видеть, что

(N-n)x < Хх [(C(n-1, m-1) pq]-1.

По определению величины x имеем

№1-2 n—s

(N-n)x-{N-n')p2q2^j ^ C(n-k,s)x

s=0 k=m-s+l

xC (к-2 ,m- s - l)c(k-2 ,m- s - 2){N-n)x<

m—2 n-s

гп-кУ ' к-2 ' г к-2 '

V 5 У Km-S~ \; Кт-s -2;

n — 2

№1-5-1 k+S~

p v

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Поскольку

' к-2 л r n-s-2Л

max =

Ae[№i-5+l,w-j] Кт- s -2у ут-s - 2у

/ \ n~s~ 2>

(л^-и)х<Х2^ x

J=0

^и-АЛ/^ A: - 2 > v s )\m -5-1,

m-5-1 V 1

k=m-s+1

v™-U

Применяя известное тождество

Г n +1 ^

п-кл гкл

*=1 V m Jv>

из (5) получаем

^№1 + / + 1

(5)

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 3/2013

185

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

гп-кл у s >

' к — 2 ' Кт-s -\;

^ f и-А

k=m-s+1

Vя-V

и, следовательно,

rп - Xs

у т J r п- Xs

Vя-У

, V (п-т) n-s-2\

(N-n)x<k----J-p-У

,s-0 \m-s-2J

т

п-т

т

ms-2. (6)

Обозначим m -s - 2 = l, n - m = h и рассмотрим величину

т-2 r n — s — 2^ m—2 Уг + Г

Z J=0 Km- s - 2; m-s-2 X ’ ^ =2. /=0 , / >

/

P

Покажем, что при выполнении условия (3) она ограничена. Для этого достаточно показать сходимость ряда

^(А + Л ,

L Р

1=0 V 1 У

Нетрудно видеть, что

(h + l\

К I )

, (Л + /)А , t-p'

А.

■р s

А!

■Р =-

(1 + -)

А! /

Поскольку

( AV

л

< в

1 + -v /;

при h, l > 0 и h! > hh е h, то

(h + l\ , . , ,

р <1 ■ р •/

I / J

Г А2

= ехр-| А • 1п/ + / • Inр + — + А - AlnA ^ =

= exp{k(lnp +(h/l)2 + h/l • (1- ln(h/l))}. Далее заметим, для любого значения h найдется такое l что для всех l > l0 справедливо неравенство (h/l)2 + h/l • (1- ln (h/l)) < ln(

(1+Po)/2Po)).

При этом

<

(h + f\ , r r i+/0

p <exp<l lnp + ^

V Z J l l Po J

< exp« /

ln/?0 +ln

l + Po

2Po

Тогда очевидно, что

-e/i+A,v

11= О +

Ji l 2 J

2 J

= 0(1).

Обозначим C0 = C0(h) >0 величину, удовлетворяющую условию h/l < C0 для всех l > l0 и h/l > C0 для всех l <l0.

Тогда для величины l = 0, 1,..., l0-1 справедливы соотношения

(А + Л , (А + О'

V / У

У

А • р • 1 +

<

Л Y

/!

Ауу

(*-р-(1+1/с0)У

4-1

/!

Поэтому

ГА + Л

/!

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

I. , ,

н V 1 У

4-1

Р

A-p-(l+l/Ct)Y

/!

У

< ехр|А • • (1 + С0_1)}= o(l).

Таким образом, при выполнении условия (3)величина

vf«-5-2>) м_2

J=0\m-s-2J

ограничена. При этом из соотношения (6) следует утверждение 2) леммы. Лемма доказана. Перейдем к доказательству теоремы 1.

Для значений величины к = 1, 2,. положим

ь,А--А=рЬ,=\=-=\= *} .

Вначале рассмотрим случай ю. Обозначим nN*(n,m) = nN(n,m) - vr В рамках введенных обозначений нетрудно видеть, что

p{nN(n,m)- V(n,m)>0}=P{vj = j}= D(n,m) = f ^(n-m)...(n-m-h+X)'

=C(n,m)r

1+£

f \h\ PX

\

A=1 (m+X)...(m+h)

У

Поскольку по условию теоремы 1 q > 1- p0, то в силу утверждения 1) леммы справедливы равенства D(n,m) = C(n,m) (1+ o (1)) = nm x^ C(n-1,m-1) (1+ o (1)) = nfa(m^(N-

n)^q)1 • (1+ o (1)) ^ 0 (7). Таким образом, p{nN(n,m)- nN*(n,m)>0}^ 0 и, следовательно,

предельные распределения случайных вели*

чин nN и nN совпадают.

Положим далее z = а •У* • n/(N-n) + 2 (N-n)x ,

z2=Zj+e min

s_ J (a-*)4'»-«K™-j)x<4py

TV-и

186

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 3/2013

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

ю = 2 (X*)2 (n+1)/(N-n) + D(n,m)2, а* = [(2n+1)^eb2]-1, X* = E nN*(n,m)= X + о (1).

Проводя рассуждения, аналогичные доказательству теоремы 1 работы [8], можно показать, что для случайной величины nN*(n,m) справедливо неравенство

*=о

/а *\k -X

(X ) -в к\

<R

(8)

где

(l+z2 ■е2Х'+1~а’ )(2+(Х * +2)/а +е2>:+1~‘'’) l-w/2-z2(l+(X*+2)/ а)

Для доказательства (4) тогда достаточно показать, что равномерно по всем значениям k= 0, 1,2,.. ,,2[X] имеет место соотношение R* =o(Xk e X/k!), где [X] - целая часть X.

Заметим, что функция f(k) = Xk/k! , заданная на множестве {0, 1,..., 2[X]}, достигает минимума в одной из крайних точек k=0 или k= 2[X]. Применяя формулу Стирлинга, получаем

Я*1 1 У1 У1.

(2[^=2V^](2[X])*l(1+0

Поскольку

2[Я]

то

М

12 [X]

Х2[х]-е2[я]

2yjn [Х] (2 Xf"1 2yln[X] \2)

2[Х]

-» 00

при X—— ю.

В связи с этим, для доказательства соотношения (4) достаточно показать, что R* = о(вх).

Из соотношения (8) следует, что для выполнения последнего равенства достаточно выполнения условий

eX max (ю, z2) — 0 и X = о(а*).

Заметим, что

Ъ2 = C(n-1,m-1)pq = X •N-1 (1+о (1)), (9) поэтому в силу утверждения 1) леммы и условия (2) имеем:

X/а* = X(2n +1) e Ъ2 =

= 2e^X2 nN-1 (1+о (1)) — 0 при N,n,m — ю и, следовательно, X = о(а*).

В силу утверждения 1) и 2) леммы и соотношения (7) получаем

X ^ X

е (о <е

2Х‘

п +1

Л

/ л 2 X 2 \

X е пт

\ т ■ N J

при N,n,m — ю.

Кроме того,

^2-Х-п

N-n +0

+ D2 (п,т)

X 1 \

Хе п

т ■ N

->0

(10)

e'-z<e?

ч Х2(и-/иУ/и-1)

2(N-n\x+e— -----—-----

viV-« v ^ N-n

г

=0

Х-ё-т-п

„Л

V

А1 2

m-N

+0

Х-ё К™ )

+0

X2 -ё (n-niyn (т-Х)

т2 -N

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

+

■V

)

►0.

(11)

при N,n,m — ю.

Тем самым соотношение (4) доказано. Покажем, что из условия (4) следует асимптотическая нормальность случайной величины

^N(n,m).

В [9] отмечено, что если некоторая случайная величина распределена по закону Пуассона с параметром X, то при X — ю она имеет асимптотически нормальное распределение с параметром (X, X). В связи с этим в нашем случае достаточно показать, что при X— ю. распределение nN(n,m) есть закон Пуассона с параметром X.

Обозначим Фл(0 характеристическую функцию случайной величины nN(n,m), а ф^ (t) - характеристическую функцию случайной величины ^, распределенной по закону Пуассона с параметром X.

Положим также p{nN(n,m)=k} = pk, при k = 2[X] +1, .

Нетрудно видеть,

Фл(0 - ф5 (t) I =

2[Х]

■2>

л к -X

itk X "6

А X -X

Л -е

(1+о(1)>Х е*-Рк-Цр

x-2[x]+i *=о л!

2М ,

а к -X

Л е

х=о

—ЧО+Е Iе

Х=2[Х>1

/fit

Рк+~

- х -

X •е

к\

Покажем, что

е ' X ~

>------------> 0 при X— ю

x=2[x]+i к !

Л

У

. (12)

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 3/2013

187

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

Нетрудно видеть, что

°° о~к\ к

Ё —ГГ = Р& >2[^]}-

к=2[x]+i к !

Применяя известное неравенство р{£, > 2[Х]} < exp {-2[Х]}Ее?, получаем

У -—— < е^е —> 0 при Х— да.

лг=2[>.]+1 к!

Из последнего соотношения следует, что при любом фиксированном значении t все слагаемые в (12) стремятся к нулю при Х — да. Следовательно, при любом фиксированном значении t

|фл(0 - Ф5 (t)| — 0 при х— да.

Это, в свою очередь, означает, что при Х— да случайные величины nN(n,m) и £, имеют одинаковые предельные распределения. Таким образом, утверждение теоремы 1 в случае Х—— да доказано.

Рассмотрим случай Х — Х0 >0, , Х0 =const. Из утверждения 1) леммы и соотношения (7) следует, что D(n,m) — 0 при N, n,m

— да , поэтому предельные распределения nN(n,m) и nN*(n,m) также совпадают и для доказательства теоремы 1 достаточно показать, что R*— 0 при N, n,m — да .

С учетом (8) имеем Х / a* =2е Х2'пГ-(1+o (1)).

Поэтому, ехр{2Х - а*} = О (1).

Справедливость соотношения

max(ro,z2) — 0 непосредственно следует из (10) , (11) и утверждений 1) и 2) леммы. Теорема 1 доказана.

Теорема 2. Пусть n,m — да так, что n

- m = к > 0, к = const.

Тогдаp{x(n,m) •пк •pn < x} — 1- exp{-x^

p-к q+i / к!}.

Доказательство. Очевидно, что при любом фиксированном x е (0, да),

p{x(n,m) n •pn > x} = p{nN(x)(n,m) = 0}, где N(x)= [x/ nk pn],

поэтому для доказательства теоремы 2 достаточно показать, что при любом фиксированном x е (0,да), величины N(x),n,m иp, определенные в условии теоремы 2, удовлетворяют условию теоремы 1 со значением Х^) = x- p— •qk+i / к! .

Нетрудно видеть, что Х^) = D(n,m) + + (N(x) -n)C(n-1,m-1)pq ~ x- p- •qk+1 / к! .

Условие N(x) — да , очевидно, выполнено. Теорема 2 доказана.

Теорема 3. Пусть при n,m — да величина p— 0 так, что np — 5 >0, 5 = const, m/n — Y >0, у = const.

Тогда,

p\x {n,m)- >1-ехр|-х-е"5^иЧ.

I \т~У J

Доказательство теоремы 3 аналогично доказательству теоремы 2.

Рассмотрим теперь важный с практической точки зрения случай p = q = 1/2.

Обозначим о2 - дисперсию случайной величины nN(n,m).

Теорема 4. Если при N,n — да натуральная величина m> 1 изменяется так, что

( п-Л

N• •2_и->оо, (13)

(14)

то

Vй-у

т-п/2

yjn/2

> л/21пи,

1

е 2dt.

l a J л/2я .

Доказательство. Прямым применением формулы Стирлинга нетрудно показать, что для всех m, удовлетворяющих условию (14), имеет место равенство

ы

■2~”=0(п312У (15)

\т)

Оценим величину о2. Учитывая, что Ev. = p{v. = i}= b. при /= 1,2,...N-n+1 и b . = b. при i, j > 2, получаем

a2 =£^2

N-n+l ? N-n+1

= z E(v-b.) +2- I

!=1 + 2-

I [£v,.v -Z>2] .

2<i< j<N-n+\ L -1

Учитывая, что Ev v = Ev •Ev при | i - j | > n+1, а также, что Ev. v. = b , из последнего соотношения получаем

n+1

a2 =6, (l-Z>, (l-*2 )+2Е(й.,- '62У

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

i=2

ЛГ-n min(/+n ,ZV-n+l)

I (X+!>

1=2 7=1+1

188

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 3/2013

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

> (N-n) b2 (l-b2) - 2 (n+1) b1 b2 -- 2(N-n)w(b2)2 = (b1 + (N-n) b2)^[1 - b2 -- 2(n+1)/(N-n) b1 - 2n b2] - b1 + bjb2 + +2(n+1)(N-n) (b1)2 + 2 n bjb2 > X [1 - b2 --2(n+1)/(N-n) b1 - 2 n b2 - b1 / X] = X (1 +o (1)).

Поскольку из (14) и (15) следует, что n b2 = O(n~1/2) при n — да, а также, что n / N — 0 при N,n — да.

Таким образом, из (13) - (15) и сделанных выше замечаний следует, что а2 — да при N,n — да.

Обозначим X* и (а*)2 соответственно среднее и дисперсию случайной величины nN*(n,m)= nN(n,m)- v1 и рассмотрим величину

(nN(n,m)-x)/a - (v(n,m)-x*)/a=(vi - bi)/a.

Пусть 8>0 - некоторое фиксированное число. Применяя неравенство Чебышева, получаем

р{

при N — да.

Далее заметим, что

cy2-(cj’)2=JE'(v1-i1)2+

и+1 и+1

+^4^гЬАН(1-ь1У2Ш-ЬАУ

i=2 i=2

л+1

<й1(1-й1) + 2ХЬ1,^Ь1(1-й1) + »-й2,

так, как b1. < b. _ b2 при г = 2,и + 1 .

С другой стороны а2 - (а*)2 > b1 (1- b1)

- 2n bib2 .

Поскольку b1 (1- b1) < 1, а nb2 = o (1) , то 1- (а*)2/ а2 ——0 при N — да и, следовательно, а2 = (а*)2 • (1+o (1)).

Из последнего соотношения, а также из (16) следует, что предельные распределение случайных величин (nN(n,m) - Х)/а и (nN*(n,m) - Х*)/а* совпадают. Таким образом, для доказательства теоремы 4 достаточно показать, что при выполнении (13) и (14) имеет место равенство

(17)

[ ст J V27II

Покажем, что для стационарной последовательности {v.}, i = 2, 3,... выполняется условие теоремы 18.5. 1 работы [10]. В соответствии с [10] для этого достаточно показать что Ф„(£)=тах max г. ГА—> 0 (18)

' ' k<t<n ije{0,l} ^ '

>

1 щ

ст><-----L

I 2 :

) G ■ 8

->0 (16)

при n, к — да, где r.(t) = | p{v2 =i, vt =j} -

- P{ v2 =i}P{v, =j}|/P{ v2 =i}.

Пусть к > 4. Рассмотрим величину max

r11(t), к < t < n .

Очевидно, что r11(t) = = | b2t - b2 bt | /

/ Ь2 < b2,t / Ь2 + bt . ,

Из соотношения (15) следует, что . 2 ^и+1-> —>• 0 при n — да.

*2 =

Далее заметим, что

т-2

^л-Г+Г1 f Г-3 > f f~3 1 r n-X'

ч 5 J ч/л-5-1у Km-s-2; Km~b

-1

—/+2

<2 шах

Г '-31

г п—2s кт~2)

----2 max

Г

Поскольку

r Г-3 ^лг-5-1

Г—3 ^ /и—1

и—1

max

0йяйт-2

к t_з Л Л_3Л <тах

' Г-3 ^ Г-3

то

^<1.

К 2

V 5 У ' Г-3 ^

Ц. 2 \)

Г-3

а 2 j;

•2

-(/-3)

Тогда

max г

к йп

«4

Г £-3 ^

к -3

у-(к-3)

+ 6, —^ О

при n, к — да .

Рассмотрим величину r10(t), равную

ri0(t) = 1 P{v2 = 1, vt =0} - Р{ v2 = 1}P{v, =0}|/ / P{ v2 = 1}.

Принимая во внимание очевидное равенство p{v2 = 1} = p{ v2 = 1, vt =0} + p{ v2 = 1,

vt = 1}, получаем rjo(t) = 1 b2 - b2t - b2 (1-bt) |/

/ b2 = КГ Ь2 bt |/ b2 = rjj(t). ,

Рассмотрим величину r01(t) равную

r01(t) = 1 P{v2 =0, vt = 1} - P{v2 =0, vt = 1}|/

/ P{v2 =0}.

Принимая во внимание равенство P{ vt = 1} = P{ v2 =0, vt = 1} + P{ v2 = 1 vt = 1},

получаем r0!(t) = 1 bt - b2 bt - (1- b2) bt |/ (1- b2) =

= I b2,t - Ь2 bt I / (1 - Ь2) = rn(t) Ь2/ (1- b2) <

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 3/2013

189

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

< r (t) при всех n, начиная с некоторого номера nQ.

Проводя аналогичные рассуждения, нетрудно показать, что r00(i) = r01(i).

Из сказанного выше следует, что функция ф (к), определяемая соотношением (17), стремится к нулю при п,к ^ го , и последовательность {v.}, i=2,3,... удовлетворяет условию равномерно сильного перемешивания. Таким образом, все условия теоремы 18.5.1 работы [10] выполнены и для случайной величины nN*(n,m) справедливо соотношение (17). Теорема 4 доказана.

Библиографический список

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

1. Новак, С.Ю. О распределении максимума частичных сумм Эрдеша-Реньи / С.Ю. Новак // Теория вероятностей и ее применения. - 1997. - Т 42. - Вып. 2. - С. 274-293.

2. Питербарг, В.И. О больших скачках случайного блуждания / В.И. Питербарг // Теория вероятностей и ее применения. - 1991. - Т 36. - Вып. 1. - С. 54-64.

3. Довгалюк, В.В. Большие уклонения траекторий пуассоновского процесса. - Вероятностные про-

цессы и их приложения / В.В. Довгалюк, В.И. Питербарг. - М.: МИЭМ, 1989. - С. 112-117.

4. Козлов, М.В. О частичных суммах Эрдеша-Реньи: Большие уклонения, условное поведение / М.В. Козлов // Теория вероятностей и ее применения.

- Т. 46. - Вып. 4. - 2001. - С. 678-696.

5. Лось, А.Б. О предельном распределении максимума процесса скользящего суммирования (частичных сумм Эрдеша-Реньи) / А.Б. Лось // Вестник МГУЛ

- Лесной вестник. - № 3(79). - 2011. - С. 185-188.

6. Зубков, А.М. Оценки для сумм конечно-зависимых индикаторов и для момента первого наступления редкого события / А.М. Зубков // Тр. МИАН СССР, 1986. - Т. 177. - С. 33-46.

7. Naus J.I. Approximations for distributions of scan statistics. - J. Amer. Statistic Assoc., 1974, v. 69, p. 810-815.

8. Лось, А.Б. О скорости сходимости к закону Пуассона числа достижений заданного уровня процессом скользящего суммирования / А.Б. Лось // Вестник МГУЛ-Лесной вестник, 2012.

9. Феллер, В. Введение в теорию вероятностей и ее приложения / В. Феллер. - М: Мир, 1964. - Т. 1.

- 498 с.

10. Ибрагимов, И.А. Независимые и стационарно связанные величины / И.А. Ибрагимов, Ю.В. Линник.

- М: Наука, 1965. - 523 с.

НЕЧЕТКАЯ РЕГРЕССИОННАЯ МОДЕЛЬ ДЛЯ ЧАСТНОГО

случая интервальных нечетких чисел второго типа

Н.Э. МАЛОЛЕПШАЯ, асс. каф. высшей математики МГУЛ

Для анализа зависимостей между качественными характеристиками и прогноза их значений используются методы нечеткого регрессионного анализа, которые значительно расширили границы применения класси-

Рисунок. Интервальное нечеткое числа второго типа с

LMF и UMF

[email protected]

ческого регрессионного анализа, то есть позволили строить регрессионные зависимости на основе нечеткой исходной информации [1]. Однако в настоящее время методы нечеткого регрессионного анализа ограничены рассмотрением только нечетких чисел первого типа, что можно отнести к их недостаткам и причинам достаточно грубой формализации исходной информации [2]. Поскольку представления разных людей об одном и том же понятии могут различаться, то устранить недостатки нечеткого регрессионного анализа позволяют нечеткие числа второго типа, которые имеют достаточно степеней свободы, чтобы сохранить индивидуальные сведения субъектов об определенном понятии и повысить информативность исходных данных. В то же время с нечеткими числами второго типа работать

190

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 3/2013

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.