设$(B,H,\mu)$是抽象的Wiener空间, 具有Ornstein-Uhlenbeck算子$\mathcal{L}$.用$D^{r,p}=(1-\mathcal{ L})^{-\frac{r}{2}} L^p$记Sobolev空间$D^{r,p}$, 赋予范数
其中$L^p$记$(B,\mu)$上实值函数$L^p$ -空间.
$(r,p)$ -容度的定义如下:对$B$上开集$O$,
对任意集$A \subset B$,
容度是$B$上的集函数具有性质:它可以取正值即使对$\mu$ -零集, 而容度为零的集合总有$\mu$ -测度零.容度$C_{r,p}$有下面性质:
$\bullet$若$A_n\uparrow$, 则$C_{r,p}(\cup_n A_n )=\sup_nC_{r,p}(A_n)$;
$\bullet$ $C_{r.p}(\cup_{n=1}^\infty A_n)\leq\sum\limits_{n=1}^\infty C_{r.p}(A_n)$;
$\bullet$第一Borel-Cantelli引理成立:若$\sum\limits_{n=1}^\infty C_{r.p}(A_n)<\infty$, 则$C_{r,p}(\limsup_n A_n)=0$.容度$C_{r,p}$和$\mu$之间的重要差别是对$C_{r,p}$第二Borel-Cantelli引理不成立, 而对$\mu$成立.
设$\{w(t): t\ge 0\}$是$d$ -维标准Brown运动. $C_{r,p}$ -容度大偏差原理被Yoshida [1]建立, Brown运动在Hölder范数下的收敛速率被Baldi和Roynette [2]得到.近几年Brown运动在Hölder范数下拟必然泛函极限定理被广泛研究.例如, Chen和Balakrishnan得出了Brown运动在Hölder范数下关于$C_{r,p}$ -容度的Strassen泛函重对数律.本文中, 我们研究了Brown运动在Hölder范数下关于$C_{r,p}$ -容度的Strassen泛函重对数律的收敛速率, 同时加强了文[2]中类似结果.
设$\mathcal C$记从[0, 1]到$\mathbb{R}^d$连续函数空间赋予通常范数$\|f\|:= \sup\limits_{0 \le t \le 1}|f(t)|$.记${\mathcal C}_0:=\{f \in {\mathcal C}: f(0) = 0\}$,
显然$\mathcal{H}^d$是Hilbert空间, 具有内积
如$\mu$是Wiener测度, 则$( \mathcal{C}_0,\mathcal{H}^d,\mu )$构成抽象的Wiener空间.对$0<\alpha<\frac{1}{2}$, 定义两个Banach空间如下
则${\mathcal{C}}^{\alpha,0}$是${\mathcal{C}}^{\alpha}$的闭凸子空间.由文[6, 定理2.4], 易证$({\mathcal{C}}^{\alpha,0},\mathcal{H}^d,\mu )$也是抽象的Wiener空间.
设函数$I: B\to [0,\infty]$定义为$I(z)= \frac{\|z\|^2_{\mathcal{H}^d}}{2}$, 若$z\in \mathcal{H}^d$, $=\infty$否则.用文[3, 定理2.1]和文[4, 定理2.2], 有下面结果:
定理2.1 设$\{S_\varepsilon\}_{\varepsilon>0}$是$\mathcal{C}^{\alpha,0}$上一簇双射, 连续线性算子, 使得对所有Borel子集$A\subset \mathcal{C}^{\alpha,0}$和$\varepsilon>0$,
那么对任何$A \subset \mathcal{C}^{\alpha,0}$和$(r,p)\in [0,\infty)\times(1,\infty),$下面结论成立
设$K=\{f\in \mathcal{H}^{d}\,:\,I(f)\le 1\}$.在文[2]中, 作者们证明存在常数$k(\alpha )>0$使得
并且对每个$f\in K$, $\gamma=(1-2\alpha)/2$
陈述本节的主要结果如下:
定理2.2 设$0 <\alpha <\frac{1}{2},\,\gamma=\frac{1}{2}-\alpha$, $f\in K=\{f\in \mathcal{H}^{d}\,:\,I(f)\le 1\}$, $k(\alpha)>0$如式(2.1) 中定义.那么, 对任何$\tau>0$, $ t\geq 0$, 我们有
为证明定理2.2, 下面的引理被用到.
引理2.1 (见文[7, 引理2.1])设$k$是一个自然数, 给定$q_1,q_2\in(1,\infty)$使得$\frac{1}{p}=\frac{1}{q_1}+\frac{1}{q_2}$.那么, 存在常数$c=c(k,p,q_1,q_2)>0$, 使得对任何$\delta\in (0,1),$ $F_i\in D^{k,kq_1}$和$-\infty<a_i<b_i<\infty$,
成立, 其中$\tilde{F_i}$记$F_i$的一个拟必然修正.
引理2.2 设$k,p,q_1,q_2$如引理2.1定义.对任何$f\in K$, $\varepsilon>0$, 令
那么存在一个常数$c=c(k,p,q_1,f)>0$, 对任何$\delta\in(0,1],\varepsilon\in(0,1]$, 有
证 类似文[7]中引理2.2的证明.
定理2.2的证明 设$k,p,q_1,q_2$如引理2.1中定义.因为$C_{r,p}(\cdot)\ge \mu(\cdot)$, 只需证明
令$k=[r]+1$.由容度的性质$C_{r_1,p}(\cdot)\le C_{r_2,p}(\cdot) (r_1\le r_2)$与引理2.2, 对任何$1>\delta>0$, $c_0>0$, 有
由式(2.2), 得到
令$\delta\to 0,q_2\to p$, 完成定理 2.2 的证明.
用记号$LL(t):=\log\log t$.本节主要结果如下.
定理3.1 设$0 <\alpha <\frac{1}{2},\,\gamma=\frac{1}{2}-\alpha$, $f\in K$.若$f$满足$I(f)<1$, 那么有
其中$k(\alpha)>0$如式(2.1) 中定义.
证 用定理3.1中的记号, 需要证明下面两个不等式
在引理3.2和引理3.3中估计上述不等式, 即完成了定理的证明.
引理3.1 对$f\in K$且$I(f)<1$, 有
其中
证 对任何$\varepsilon\in(0,1),f\in K$, 因为$I(f)<1$, 选$\delta_1>0$, 使得
那么由定理2.2, 存在$\varepsilon_0>0$, 使得对任何$0<\tilde{\varepsilon}<\varepsilon_0$,
现在取$\tilde{\varepsilon}^{1/\gamma}=(LL (t_n))^{-1}$和$\tau=(1-\varepsilon)\left(\frac{k(\alpha)}{1-I(f)}\right)^\gamma$.那么对足够大的$n$, 有
由Borel-Cantelli's引理
引理3.2 对任何$f\in K$且$I(f)<1$, 有
证 设
$s\in[0, 1]$, $t_n$如引理3.1中定义.对$t_{n}< t\le t_{n+1}$, 令
对任何$\varepsilon>0$, 由下确界定义, 存在$T_n\in (t_{n},t_{n+1}]$使得$X_n\ge X(T_n)-\varepsilon.$对任何$u,v\in[0, 1]$, 设
那么$0\le x,y\le \frac{t_{n}}{T_n}\le 1.$因此有
这里用记号
类似文[2]中式(5.3) 的证明, 有
用不等式$\exp(-x)\ge 1-x$, 有
这推出
注意到
选适当的$a$, 由式(3.5)-(3.8) 和引理3.1, 有
因为$\liminf\limits_{t\to \infty}X(t)\ge \liminf\limits_{n\to\infty}X_n\ge \liminf\limits_{n\to\infty}X(T_n) -\varepsilon,$得到了式(3.4).
引理3.3 对$f\in K$且$I(f)<1$, 有
证 只需证明对$f\in K$且$I(f)<1$, $t_n=n^n$, 有
由Hölder范数的定义和文[6]中第179页第11行结果, 有
易证明
事实上, 注意
由Strassen's律(见文[3]中定理3.2), $\left\|\frac{w(t_n\cdot)}{\sqrt{t_nLL(t_n)}}\right\|_\alpha $是$C_{r,p}\hbox{-q.s.}$有界的, 得到
因为$f\in K$, 对$\gamma\le 1$, 有
(见文[2]中定理5.1的证明).因此有
于是得到式(3.9).
最后, 证明
为完成证明, 令
那么$\widetilde{w}_n=\{ \widetilde{w}_n(s) : s\ge 0\}$也是标准Brown运动, 且$g\in K$, $I(g)\le I(f)$.显然$\frac{t_{n+1}}{t_{n+1}-t_n}\to 1,$当$n\to \infty$.对任何$\varepsilon>0$, 选$\delta>0$使得
由引理2.2,
其中$W(\cdot)=\widetilde{w}_n(\cdot)-\sqrt{LL(t_{n+1})}\,g(\cdot).$对足够大的$n$, 由式(2.2),
因此
这得到
完成了证明.