次线性期望下无可积条件下的稳健$$\alpha $$ -稳定中心极限定理

IF 0.8 4区 数学 Q3 STATISTICS & PROBABILITY
Lianzi Jiang, Gechun Liang
{"title":"次线性期望下无可积条件下的稳健$$\\alpha $$ -稳定中心极限定理","authors":"Lianzi Jiang, Gechun Liang","doi":"10.1007/s10959-023-01298-x","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"Abstract This article fills a gap in the literature by relaxing the integrability condition for the robust $$\\alpha $$ <mml:math xmlns:mml=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\"> <mml:mi>α</mml:mi> </mml:math> -stable central limit theorem under sublinear expectation. Specifically, for $$\\alpha \\in (0,1]$$ <mml:math xmlns:mml=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\"> <mml:mrow> <mml:mi>α</mml:mi> <mml:mo>∈</mml:mo> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mn>0</mml:mn> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mn>1</mml:mn> <mml:mo>]</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> , we prove that the normalized sums of i.i.d. non-integrable random variables $$\\big \\{n^{-\\frac{1}{\\alpha }}\\sum _{i=1}^{n}Z_{i}\\big \\}_{n=1}^{\\infty }$$ <mml:math xmlns:mml=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\"> <mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>{</mml:mo> </mml:mrow> <mml:msup> <mml:mi>n</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>-</mml:mo> <mml:mfrac> <mml:mn>1</mml:mn> <mml:mi>α</mml:mi> </mml:mfrac> </mml:mrow> </mml:msup> <mml:msubsup> <mml:mo>∑</mml:mo> <mml:mrow> <mml:mi>i</mml:mi> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mi>n</mml:mi> </mml:msubsup> <mml:msub> <mml:mi>Z</mml:mi> <mml:mi>i</mml:mi> </mml:msub> <mml:msubsup> <mml:mrow> <mml:mo>}</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi>n</mml:mi> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mi>∞</mml:mi> </mml:msubsup> </mml:mrow> </mml:math> converge in law to $${\\tilde{\\zeta }}_{1}$$ <mml:math xmlns:mml=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\"> <mml:msub> <mml:mover> <mml:mi>ζ</mml:mi> <mml:mo>~</mml:mo> </mml:mover> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:msub> </mml:math> , where $$({\\tilde{\\zeta }}_{t})_{t\\in [0,1]}$$ <mml:math xmlns:mml=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\"> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:msub> <mml:mover> <mml:mi>ζ</mml:mi> <mml:mo>~</mml:mo> </mml:mover> <mml:mi>t</mml:mi> </mml:msub> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi>t</mml:mi> <mml:mo>∈</mml:mo> <mml:mo>[</mml:mo> <mml:mn>0</mml:mn> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mn>1</mml:mn> <mml:mo>]</mml:mo> </mml:mrow> </mml:msub> </mml:math> is a multidimensional nonlinear symmetric $$\\alpha $$ <mml:math xmlns:mml=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\"> <mml:mi>α</mml:mi> </mml:math> -stable process with jump uncertainty set $${\\mathcal {L}}$$ <mml:math xmlns:mml=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\"> <mml:mi>L</mml:mi> </mml:math> . The limiting $$\\alpha $$ <mml:math xmlns:mml=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\"> <mml:mi>α</mml:mi> </mml:math> -stable process is further characterized by a fully nonlinear partial integro-differential equation (PIDE): $$\\begin{aligned} \\left\\{ \\begin{array}{l} \\displaystyle \\partial _{t}u(t,x)-\\sup \\limits _{F_{\\mu }\\in {\\mathcal {L}}}\\left\\{ \\int _{{\\mathbb {R}}^{d}}\\delta _{\\lambda }^{\\alpha }u(t,x)F_{\\mu }(d\\lambda )\\right\\} =0,\\\\ \\displaystyle u(0,x)=\\phi (x),\\quad \\forall (t,x)\\in [0,1]\\times {\\mathbb {R}}^{d}, \\end{array} \\right. \\end{aligned}$$ <mml:math xmlns:mml=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\"> <mml:mrow> <mml:mtable> <mml:mtr> <mml:mtd> <mml:mfenced> <mml:mrow> <mml:mtable> <mml:mtr> <mml:mtd> <mml:mstyle> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mi>∂</mml:mi> <mml:mi>t</mml:mi> </mml:msub> <mml:mi>u</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>t</mml:mi> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mi>x</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mo>-</mml:mo> <mml:munder> <mml:mo>sup</mml:mo> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mi>F</mml:mi> <mml:mi>μ</mml:mi> </mml:msub> <mml:mo>∈</mml:mo> <mml:mi>L</mml:mi> </mml:mrow> </mml:munder> <mml:mfenced> <mml:msub> <mml:mo>∫</mml:mo> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mi>R</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mi>d</mml:mi> </mml:msup> </mml:msub> <mml:msubsup> <mml:mi>δ</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mi>λ</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mi>α</mml:mi> </mml:msubsup> <mml:mi>u</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>t</mml:mi> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mi>x</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> <mml:msub> <mml:mi>F</mml:mi> <mml:mi>μ</mml:mi> </mml:msub> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>d</mml:mi> <mml:mi>λ</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mfenced> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mn>0</mml:mn> <mml:mo>,</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mstyle> </mml:mtd> </mml:mtr> <mml:mtr> <mml:mtd> <mml:mstyle> <mml:mrow> <mml:mrow /> <mml:mi>u</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mn>0</mml:mn> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mi>x</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mi>ϕ</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>x</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mspace /> <mml:mo>∀</mml:mo> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>t</mml:mi> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mi>x</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mo>∈</mml:mo> <mml:mrow> <mml:mo>[</mml:mo> <mml:mn>0</mml:mn> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mn>1</mml:mn> <mml:mo>]</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mo>×</mml:mo> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mi>R</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mi>d</mml:mi> </mml:msup> <mml:mo>,</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mstyle> </mml:mtd> </mml:mtr> </mml:mtable> </mml:mrow> </mml:mfenced> </mml:mtd> </mml:mtr> </mml:mtable> </mml:mrow> </mml:math> where $$\\begin{aligned} \\delta _{\\lambda }^{\\alpha }u(t,x):=\\left\\{ \\begin{array}{ll} u(t,x+\\lambda )-u(t,x)-\\langle D_{x}u(t,x),\\lambda \\mathbbm {1}_{\\{|\\lambda |\\le 1\\}}\\rangle , &amp;{}\\quad \\alpha =1,\\\\ u(t,x+\\lambda )-u(t,x), &amp;{}\\quad \\alpha \\in (0,1). \\end{array} \\right. \\end{aligned}$$ <mml:math xmlns:mml=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\"> <mml:mrow> <mml:mtable> <mml:mtr> <mml:mtd> <mml:mrow> <mml:msubsup> <mml:mi>δ</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mi>λ</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mi>α</mml:mi> </mml:msubsup> <mml:mi>u</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>t</mml:mi> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mi>x</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mo>:</mml:mo> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mfenced> <mml:mrow> <mml:mtable> <mml:mtr> <mml:mtd> <mml:mrow> <mml:mi>u</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>t</mml:mi> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mi>x</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> <mml:mi>λ</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mo>-</mml:mo> <mml:mi>u</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>t</mml:mi> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mi>x</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mo>-</mml:mo> <mml:mo>⟨</mml:mo> <mml:msub> <mml:mi>D</mml:mi> <mml:mi>x</mml:mi> </mml:msub> <mml:mi>u</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>t</mml:mi> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mi>x</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mi>λ</mml:mi> <mml:msub> <mml:mn>1</mml:mn> <mml:mrow> <mml:mo>{</mml:mo> <mml:mo>|</mml:mo> <mml:mi>λ</mml:mi> <mml:mo>|</mml:mo> <mml:mo>≤</mml:mo> <mml:mn>1</mml:mn> <mml:mo>}</mml:mo> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:mo>⟩</mml:mo> <mml:mo>,</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mtd> <mml:mtd> <mml:mrow> <mml:mrow /> <mml:mspace /> <mml:mi>α</mml:mi> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mn>1</mml:mn> <mml:mo>,</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mtd> </mml:mtr> <mml:mtr> <mml:mtd> <mml:mrow> <mml:mrow /> <mml:mi>u</mml:mi> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>t</mml:mi> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mi>x</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> <mml:mi>λ</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> <mml:mo>-</mml:mo> <mml:mi>u</mml:mi> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>t</mml:mi> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mi>x</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> <mml:mo>,</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mtd> <mml:mtd> <mml:mrow> <mml:mrow /> <mml:mspace /> <mml:mi>α</mml:mi> <mml:mo>∈</mml:mo> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mn>0</mml:mn> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mn>1</mml:mn> <mml:mo>)</mml:mo> <mml:mo>.</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mtd> </mml:mtr> </mml:mtable> </mml:mrow> </mml:mfenced> </mml:mrow> </mml:mtd> </mml:mtr> </mml:mtable> </mml:mrow> </mml:math> The approach used in this study involves the utilization of several tools, including a weak convergence approach to obtain the limiting process, a Lévy–Khintchine representation of the nonlinear $$\\alpha $$ <mml:math xmlns:mml=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\"> <mml:mi>α</mml:mi> </mml:math> -stable process and a truncation technique to estimate the corresponding $$\\alpha $$ <mml:math xmlns:mml=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\"> <mml:mi>α</mml:mi> </mml:math> -stable Lévy measures. In addition, the article presents a probabilistic method for proving the existence of a solution to the above fully nonlinear PIDE.","PeriodicalId":54760,"journal":{"name":"Journal of Theoretical Probability","volume":"39 8","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.8000,"publicationDate":"2023-11-03","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":"{\"title\":\"A Robust $$\\\\alpha $$-Stable Central Limit Theorem Under Sublinear Expectation without Integrability Condition\",\"authors\":\"Lianzi Jiang, Gechun Liang\",\"doi\":\"10.1007/s10959-023-01298-x\",\"DOIUrl\":null,\"url\":null,\"abstract\":\"Abstract This article fills a gap in the literature by relaxing the integrability condition for the robust $$\\\\alpha $$ <mml:math xmlns:mml=\\\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\\\"> <mml:mi>α</mml:mi> </mml:math> -stable central limit theorem under sublinear expectation. Specifically, for $$\\\\alpha \\\\in (0,1]$$ <mml:math xmlns:mml=\\\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\\\"> <mml:mrow> <mml:mi>α</mml:mi> <mml:mo>∈</mml:mo> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mn>0</mml:mn> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mn>1</mml:mn> <mml:mo>]</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> , we prove that the normalized sums of i.i.d. non-integrable random variables $$\\\\big \\\\{n^{-\\\\frac{1}{\\\\alpha }}\\\\sum _{i=1}^{n}Z_{i}\\\\big \\\\}_{n=1}^{\\\\infty }$$ <mml:math xmlns:mml=\\\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\\\"> <mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>{</mml:mo> </mml:mrow> <mml:msup> <mml:mi>n</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>-</mml:mo> <mml:mfrac> <mml:mn>1</mml:mn> <mml:mi>α</mml:mi> </mml:mfrac> </mml:mrow> </mml:msup> <mml:msubsup> <mml:mo>∑</mml:mo> <mml:mrow> <mml:mi>i</mml:mi> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mi>n</mml:mi> </mml:msubsup> <mml:msub> <mml:mi>Z</mml:mi> <mml:mi>i</mml:mi> </mml:msub> <mml:msubsup> <mml:mrow> <mml:mo>}</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi>n</mml:mi> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mi>∞</mml:mi> </mml:msubsup> </mml:mrow> </mml:math> converge in law to $${\\\\tilde{\\\\zeta }}_{1}$$ <mml:math xmlns:mml=\\\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\\\"> <mml:msub> <mml:mover> <mml:mi>ζ</mml:mi> <mml:mo>~</mml:mo> </mml:mover> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:msub> </mml:math> , where $$({\\\\tilde{\\\\zeta }}_{t})_{t\\\\in [0,1]}$$ <mml:math xmlns:mml=\\\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\\\"> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:msub> <mml:mover> <mml:mi>ζ</mml:mi> <mml:mo>~</mml:mo> </mml:mover> <mml:mi>t</mml:mi> </mml:msub> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi>t</mml:mi> <mml:mo>∈</mml:mo> <mml:mo>[</mml:mo> <mml:mn>0</mml:mn> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mn>1</mml:mn> <mml:mo>]</mml:mo> </mml:mrow> </mml:msub> </mml:math> is a multidimensional nonlinear symmetric $$\\\\alpha $$ <mml:math xmlns:mml=\\\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\\\"> <mml:mi>α</mml:mi> </mml:math> -stable process with jump uncertainty set $${\\\\mathcal {L}}$$ <mml:math xmlns:mml=\\\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\\\"> <mml:mi>L</mml:mi> </mml:math> . The limiting $$\\\\alpha $$ <mml:math xmlns:mml=\\\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\\\"> <mml:mi>α</mml:mi> </mml:math> -stable process is further characterized by a fully nonlinear partial integro-differential equation (PIDE): $$\\\\begin{aligned} \\\\left\\\\{ \\\\begin{array}{l} \\\\displaystyle \\\\partial _{t}u(t,x)-\\\\sup \\\\limits _{F_{\\\\mu }\\\\in {\\\\mathcal {L}}}\\\\left\\\\{ \\\\int _{{\\\\mathbb {R}}^{d}}\\\\delta _{\\\\lambda }^{\\\\alpha }u(t,x)F_{\\\\mu }(d\\\\lambda )\\\\right\\\\} =0,\\\\\\\\ \\\\displaystyle u(0,x)=\\\\phi (x),\\\\quad \\\\forall (t,x)\\\\in [0,1]\\\\times {\\\\mathbb {R}}^{d}, \\\\end{array} \\\\right. \\\\end{aligned}$$ <mml:math xmlns:mml=\\\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\\\"> <mml:mrow> <mml:mtable> <mml:mtr> <mml:mtd> <mml:mfenced> <mml:mrow> <mml:mtable> <mml:mtr> <mml:mtd> <mml:mstyle> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mi>∂</mml:mi> <mml:mi>t</mml:mi> </mml:msub> <mml:mi>u</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>t</mml:mi> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mi>x</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mo>-</mml:mo> <mml:munder> <mml:mo>sup</mml:mo> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mi>F</mml:mi> <mml:mi>μ</mml:mi> </mml:msub> <mml:mo>∈</mml:mo> <mml:mi>L</mml:mi> </mml:mrow> </mml:munder> <mml:mfenced> <mml:msub> <mml:mo>∫</mml:mo> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mi>R</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mi>d</mml:mi> </mml:msup> </mml:msub> <mml:msubsup> <mml:mi>δ</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mi>λ</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mi>α</mml:mi> </mml:msubsup> <mml:mi>u</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>t</mml:mi> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mi>x</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> <mml:msub> <mml:mi>F</mml:mi> <mml:mi>μ</mml:mi> </mml:msub> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>d</mml:mi> <mml:mi>λ</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mfenced> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mn>0</mml:mn> <mml:mo>,</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mstyle> </mml:mtd> </mml:mtr> <mml:mtr> <mml:mtd> <mml:mstyle> <mml:mrow> <mml:mrow /> <mml:mi>u</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mn>0</mml:mn> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mi>x</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mi>ϕ</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>x</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mspace /> <mml:mo>∀</mml:mo> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>t</mml:mi> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mi>x</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mo>∈</mml:mo> <mml:mrow> <mml:mo>[</mml:mo> <mml:mn>0</mml:mn> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mn>1</mml:mn> <mml:mo>]</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mo>×</mml:mo> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mi>R</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mi>d</mml:mi> </mml:msup> <mml:mo>,</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mstyle> </mml:mtd> </mml:mtr> </mml:mtable> </mml:mrow> </mml:mfenced> </mml:mtd> </mml:mtr> </mml:mtable> </mml:mrow> </mml:math> where $$\\\\begin{aligned} \\\\delta _{\\\\lambda }^{\\\\alpha }u(t,x):=\\\\left\\\\{ \\\\begin{array}{ll} u(t,x+\\\\lambda )-u(t,x)-\\\\langle D_{x}u(t,x),\\\\lambda \\\\mathbbm {1}_{\\\\{|\\\\lambda |\\\\le 1\\\\}}\\\\rangle , &amp;{}\\\\quad \\\\alpha =1,\\\\\\\\ u(t,x+\\\\lambda )-u(t,x), &amp;{}\\\\quad \\\\alpha \\\\in (0,1). \\\\end{array} \\\\right. \\\\end{aligned}$$ <mml:math xmlns:mml=\\\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\\\"> <mml:mrow> <mml:mtable> <mml:mtr> <mml:mtd> <mml:mrow> <mml:msubsup> <mml:mi>δ</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mi>λ</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mi>α</mml:mi> </mml:msubsup> <mml:mi>u</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>t</mml:mi> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mi>x</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mo>:</mml:mo> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mfenced> <mml:mrow> <mml:mtable> <mml:mtr> <mml:mtd> <mml:mrow> <mml:mi>u</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>t</mml:mi> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mi>x</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> <mml:mi>λ</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mo>-</mml:mo> <mml:mi>u</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>t</mml:mi> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mi>x</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mo>-</mml:mo> <mml:mo>⟨</mml:mo> <mml:msub> <mml:mi>D</mml:mi> <mml:mi>x</mml:mi> </mml:msub> <mml:mi>u</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>t</mml:mi> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mi>x</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mi>λ</mml:mi> <mml:msub> <mml:mn>1</mml:mn> <mml:mrow> <mml:mo>{</mml:mo> <mml:mo>|</mml:mo> <mml:mi>λ</mml:mi> <mml:mo>|</mml:mo> <mml:mo>≤</mml:mo> <mml:mn>1</mml:mn> <mml:mo>}</mml:mo> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:mo>⟩</mml:mo> <mml:mo>,</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mtd> <mml:mtd> <mml:mrow> <mml:mrow /> <mml:mspace /> <mml:mi>α</mml:mi> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mn>1</mml:mn> <mml:mo>,</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mtd> </mml:mtr> <mml:mtr> <mml:mtd> <mml:mrow> <mml:mrow /> <mml:mi>u</mml:mi> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>t</mml:mi> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mi>x</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> <mml:mi>λ</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> <mml:mo>-</mml:mo> <mml:mi>u</mml:mi> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>t</mml:mi> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mi>x</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> <mml:mo>,</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mtd> <mml:mtd> <mml:mrow> <mml:mrow /> <mml:mspace /> <mml:mi>α</mml:mi> <mml:mo>∈</mml:mo> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mn>0</mml:mn> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mn>1</mml:mn> <mml:mo>)</mml:mo> <mml:mo>.</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mtd> </mml:mtr> </mml:mtable> </mml:mrow> </mml:mfenced> </mml:mrow> </mml:mtd> </mml:mtr> </mml:mtable> </mml:mrow> </mml:math> The approach used in this study involves the utilization of several tools, including a weak convergence approach to obtain the limiting process, a Lévy–Khintchine representation of the nonlinear $$\\\\alpha $$ <mml:math xmlns:mml=\\\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\\\"> <mml:mi>α</mml:mi> </mml:math> -stable process and a truncation technique to estimate the corresponding $$\\\\alpha $$ <mml:math xmlns:mml=\\\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\\\"> <mml:mi>α</mml:mi> </mml:math> -stable Lévy measures. In addition, the article presents a probabilistic method for proving the existence of a solution to the above fully nonlinear PIDE.\",\"PeriodicalId\":54760,\"journal\":{\"name\":\"Journal of Theoretical Probability\",\"volume\":\"39 8\",\"pages\":\"0\"},\"PeriodicalIF\":0.8000,\"publicationDate\":\"2023-11-03\",\"publicationTypes\":\"Journal Article\",\"fieldsOfStudy\":null,\"isOpenAccess\":false,\"openAccessPdf\":\"\",\"citationCount\":\"0\",\"resultStr\":null,\"platform\":\"Semanticscholar\",\"paperid\":null,\"PeriodicalName\":\"Journal of Theoretical Probability\",\"FirstCategoryId\":\"1085\",\"ListUrlMain\":\"https://doi.org/10.1007/s10959-023-01298-x\",\"RegionNum\":4,\"RegionCategory\":\"数学\",\"ArticlePicture\":[],\"TitleCN\":null,\"AbstractTextCN\":null,\"PMCID\":null,\"EPubDate\":\"\",\"PubModel\":\"\",\"JCR\":\"Q3\",\"JCRName\":\"STATISTICS & PROBABILITY\",\"Score\":null,\"Total\":0}","platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Journal of Theoretical Probability","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.1007/s10959-023-01298-x","RegionNum":4,"RegionCategory":"数学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"Q3","JCRName":"STATISTICS & PROBABILITY","Score":null,"Total":0}
引用次数: 0

摘要

摘要本文通过放宽次线性期望下稳健$$\alpha $$ α -稳定中心极限定理的可积性条件,填补了文献的空白。具体而言,对于$$\alpha \in (0,1]$$ α∈(0,1),证明了i.i.d不可积随机变量$$\big \{n^{-\frac{1}{\alpha }}\sum _{i=1}^{n}Z_{i}\big \}_{n=1}^{\infty }$$ n- 1 α∑i = 1 n zi n = 1{∞的归一化和规律收敛于}$${\tilde{\zeta }}_{1}$$ ζ 1,其中$$({\tilde{\zeta }}_{t})_{t\in [0,1]}$$ (ζ t) t∈[0,1]是一个具有跳跃不确定性集$${\mathcal {L}}$$ L的多维非线性对称$$\alpha $$ α稳定过程。极限$$\alpha $$ α稳定过程进一步表征为一个完全非线性的偏积分微分方程(PIDE): $$\begin{aligned} \left\{ \begin{array}{l} \displaystyle \partial _{t}u(t,x)-\sup \limits _{F_{\mu }\in {\mathcal {L}}}\left\{ \int _{{\mathbb {R}}^{d}}\delta _{\lambda }^{\alpha }u(t,x)F_{\mu }(d\lambda )\right\} =0,\\ \displaystyle u(0,x)=\phi (x),\quad \forall (t,x)\in [0,1]\times {\mathbb {R}}^{d}, \end{array} \right. \end{aligned}$$∂t u (t, x) - sup F μ∈L∫R d δ λ α u (t, x) F μ (d λ) = 0, u (0, x) = ϕ (x),∀(t, x)∈[0,1]× R d,其中$$\begin{aligned} \delta _{\lambda }^{\alpha }u(t,x):=\left\{ \begin{array}{ll} u(t,x+\lambda )-u(t,x)-\langle D_{x}u(t,x),\lambda \mathbbm {1}_{\{|\lambda |\le 1\}}\rangle , &{}\quad \alpha =1,\\ u(t,x+\lambda )-u(t,x), &{}\quad \alpha \in (0,1). \end{array} \right. \end{aligned}$$ δ λ α u (t, x):= u (t, x + λ) - u (t, x) -⟨dx u (t, x), λ 1 {| λ |≤1}⟩,α = 1, u (t, x + λ) - u (t, x), α∈(0,1)。本研究中使用的方法涉及到几种工具的利用,包括弱收敛方法来获得极限过程,非线性$$\alpha $$ α稳定过程的l - khintchine表示和截断技术来估计相应的$$\alpha $$ α稳定l测量。此外,本文还给出了证明上述全非线性PIDE解的存在性的概率方法。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
A Robust $$\alpha $$-Stable Central Limit Theorem Under Sublinear Expectation without Integrability Condition
Abstract This article fills a gap in the literature by relaxing the integrability condition for the robust $$\alpha $$ α -stable central limit theorem under sublinear expectation. Specifically, for $$\alpha \in (0,1]$$ α ( 0 , 1 ] , we prove that the normalized sums of i.i.d. non-integrable random variables $$\big \{n^{-\frac{1}{\alpha }}\sum _{i=1}^{n}Z_{i}\big \}_{n=1}^{\infty }$$ { n - 1 α i = 1 n Z i } n = 1 converge in law to $${\tilde{\zeta }}_{1}$$ ζ ~ 1 , where $$({\tilde{\zeta }}_{t})_{t\in [0,1]}$$ ( ζ ~ t ) t [ 0 , 1 ] is a multidimensional nonlinear symmetric $$\alpha $$ α -stable process with jump uncertainty set $${\mathcal {L}}$$ L . The limiting $$\alpha $$ α -stable process is further characterized by a fully nonlinear partial integro-differential equation (PIDE): $$\begin{aligned} \left\{ \begin{array}{l} \displaystyle \partial _{t}u(t,x)-\sup \limits _{F_{\mu }\in {\mathcal {L}}}\left\{ \int _{{\mathbb {R}}^{d}}\delta _{\lambda }^{\alpha }u(t,x)F_{\mu }(d\lambda )\right\} =0,\\ \displaystyle u(0,x)=\phi (x),\quad \forall (t,x)\in [0,1]\times {\mathbb {R}}^{d}, \end{array} \right. \end{aligned}$$ t u ( t , x ) - sup F μ L R d δ λ α u ( t , x ) F μ ( d λ ) = 0 , u ( 0 , x ) = ϕ ( x ) , ( t , x ) [ 0 , 1 ] × R d , where $$\begin{aligned} \delta _{\lambda }^{\alpha }u(t,x):=\left\{ \begin{array}{ll} u(t,x+\lambda )-u(t,x)-\langle D_{x}u(t,x),\lambda \mathbbm {1}_{\{|\lambda |\le 1\}}\rangle , &{}\quad \alpha =1,\\ u(t,x+\lambda )-u(t,x), &{}\quad \alpha \in (0,1). \end{array} \right. \end{aligned}$$ δ λ α u ( t , x ) : = u ( t , x + λ ) - u ( t , x ) - D x u ( t , x ) , λ 1 { | λ | 1 } , α = 1 , u ( t , x + λ ) - u ( t , x ) , α ( 0 , 1 ) . The approach used in this study involves the utilization of several tools, including a weak convergence approach to obtain the limiting process, a Lévy–Khintchine representation of the nonlinear $$\alpha $$ α -stable process and a truncation technique to estimate the corresponding $$\alpha $$ α -stable Lévy measures. In addition, the article presents a probabilistic method for proving the existence of a solution to the above fully nonlinear PIDE.
求助全文
通过发布文献求助,成功后即可免费获取论文全文。 去求助
来源期刊
Journal of Theoretical Probability
Journal of Theoretical Probability 数学-统计学与概率论
CiteScore
1.50
自引率
12.50%
发文量
65
审稿时长
6-12 weeks
期刊介绍: Journal of Theoretical Probability publishes high-quality, original papers in all areas of probability theory, including probability on semigroups, groups, vector spaces, other abstract structures, and random matrices. This multidisciplinary quarterly provides mathematicians and researchers in physics, engineering, statistics, financial mathematics, and computer science with a peer-reviewed forum for the exchange of vital ideas in the field of theoretical probability.
×
引用
GB/T 7714-2015
复制
MLA
复制
APA
复制
导出至
BibTeX EndNote RefMan NoteFirst NoteExpress
×
提示
您的信息不完整,为了账户安全,请先补充。
现在去补充
×
提示
您因"违规操作"
具体请查看互助需知
我知道了
×
提示
确定
请完成安全验证×
copy
已复制链接
快去分享给好友吧!
我知道了
右上角分享
点击右上角分享
0
联系我们:info@booksci.cn Book学术提供免费学术资源搜索服务,方便国内外学者检索中英文文献。致力于提供最便捷和优质的服务体验。 Copyright © 2023 布克学术 All rights reserved.
京ICP备2023020795号-1
ghs 京公网安备 11010802042870号
Book学术文献互助
Book学术文献互助群
群 号:481959085
Book学术官方微信