完全收敛性概念自 Hsu 和 Robbins [1] 提出以来, 已有许多学者从不同方面进行了推广并取得了比较完美的结果. 如 Baum 和 Katz [2] 获得了实值独立同分布随机变量序列完全收敛性的一个经典结果. Sung 等 [3] 把文 [1] 中的结果推广为如下的定理A.
定理 A [3] 设$\{X_{ni}, 1\leq i\leq k_n,n\geq 1\}$是行独立随机阵列, $\{a_{n}, n\geq 1\}$为一个非负常数列, 若满足下列条件
(i) $\sum\limits_{n=1}^{\infty}a_n\sum\limits_{i=1}^{k_n}P(|X_{ni}|>0;$
(ii) 存在 $J\geq 2, \delta>0$,使得$\sum\limits_{n=1}^{\infty}a_n\big[\sum\limits_{i=1}^{k_n}EX^2_{ni}I(|X_{ni}|\leq \delta)\big]^J<\infty;$
(iii) $\sum\limits_{i=1}^{k_n}EX_{ni}I(|X_{ni}|\leq \delta)\rightarrow 0, n\rightarrow\infty,$
则$\sum\limits_{n=1}^{\infty}a_nP\{|\sum\limits_{i=1}^{k_n}X_{ni}|>0.$
定义 1[4] 称随机变量是$X_1,X_2,\cdots, X_n,(n\geq 2)$是NA的, 如果对于集合$\{1,2,\cdots,n\}$的任意两个不相交的非空子集$A$与$B$, 都有 $ {\rm Cov}(f_1(X_i,i\in A),f_2(X_j,j\in B))\leq 0$, 其中$f_1,f_2$是任何两个使得协方差存在且对每个变元均非降(或对每个变元均非增)的函数. 称 随机序列$\{X_n,n\in N\}$ 是NA的, 如果对每个$n\geq 2$, $X_1,X_2,\cdots, X_n$都是NA的.
定义 2[5] 对固定的$m\geq 1$, 称随机变量序列$\{X_k,k\geq 1\}$ 是$m$-NA的, 如果对任意自然数$n\geq 2$, 序列$k_1,k_2,\cdots, k_n$满足$|k_i-k_j|\geq m$, 其中$1\leq i\neq j\leq n, m\leq n$, $\{X_{k_1},X_{k_2},\cdots, X_{k_n}\}$是NA的.
$m$-NA列是NA列的一个自然推广. 这些概念自引入以来, 不少学者研究了其完全收敛性、强收敛性等性质, 获得了很多结果. 如邱德华 [6]研究了行为NA随机阵列的完全收敛性, Chen等 [7], Sung [8]研究了行NA阵列的完全收敛性, 得到如下定理B:
定理 B[7] 设$\{X_{ni}, 1\leq i\leq k_n, n\geq 1\}$是行NA随机阵列, $\{a_{n}, n\geq 1\}$为一个非负常数列, 若满足定理A中条件(i)及
(Ⅱ) 存在 $J\geq 1, \delta>0$,使得$\sum\limits_{n=1}^{\infty}a_n\big[\sum\limits_{i=1}^{k_n}\mbox{Var}X_{ni}I(|X_{ni}|\leq \delta)\big]^J\infty,$ 则
而对行$m$-NA阵列情形Hu和Volodin [5]得到如下定理C.
定理 C[5] 设$\{X_{ni}, 1\leq i\leq k_n,n\geq 1\}$是行为$m$-NA随机阵列, $\{a_{n}, n\geq 1\}$为一个非负常数列, 若满足定理A中条件(i), (ii) 则
本文进一步研究行$m$-NA随机阵列的完全收敛性, 并简化了定理C, 即文[5]中定理1的证明. 全文约定$N$为正整数. $I(A)$为$A$的示性函数.
定理 1 设$\{X_{ni}, 1\leq i\leq k_n, n\geq 1\}$是一个均值为零的行$m$-NA随机阵列, 且$EX^2_{ni}\infty, 1\leq i\leq k_n,n\geq 1,$ $\{a_{n}, n\geq 1\}$为一个非负常数列, 若满足定理A中条件(i)及
(Ⅱ)' 存在 $J\geq 1$, 使得
则
注 该定理把定理C中条件(ii)的$J\geq 2$ 改进为$J\geq 1$, 由该定理可以推导出定理C.
在证明定理之前先引述文[9]一个引理.
引理 1[9] 设$\{X_{i}, 1\leq i\leq n\}$是一个均值为零的NA列, 且$EX^2_{i}\infty, 1\leq i\leq n,n\geq 2.$ 令$B_n=\sum\limits_{i=1}^nEX^2_i, S_k=\sum\limits_{i=1}^kX_i$, 则$\forall x>0, a>0,$
引理 2 $\{X_{i}, i\geq 1\}$是一个均值为零的$m$-NA列, 且$EX^2_{i}\infty, i\geq 1.$ 令$B_n=\sum\limits_{i=1}^nEX^2_i$, 则对$n\geq m, x>0, a>0,$
证 对给定的$1\leq k\leq n$, 取$r=[\frac{n}{m}]$(表示取整), 令
显然对$1\leq j\leq m,m\leq n,$ $\{Y_{mi+j},i=0,1,\cdots, r\}$是NA的. 由
根据引理1可得
下证(2.3)式,由$e^{-x}﹤\frac{1}{x},x﹥0$, 有
又有$(\frac{mB_n}{4(ax+mB_n)})^{x/(12ma)}(\frac{2mB_n}{3ax})^{x/(12ma)}$, 从而由(2.2)式可得(2.3)式.
定理 1证明 令$x=\epsilon, a=\frac{\epsilon}{12mJ}$, 根据(2.3)式有
由定理条件(i)和(Ⅱ)'知结论成立.
下证由定理1推定理C:
定理 C证明 令$Y_{ni}=X_{ni}I(|X_{ni}|\leq \delta)+\delta I(X_{ni}>\delta)-\delta I(X_{ni}﹤-\delta), \delta﹥0,1\leq k\leq k_n,n\geq 1,$ 则 $\{Y_{ni},1\leq i\leq k_n,n\geq 1\}$ 也为$m$-NA列[5] .
由条件(i)只需证明$\sum\limits_{n=1}^{\infty}a_nP\{\max\limits_{1\leq l\leq k_n}|\sum\limits_{i=1}^l[Y_{ni}-EY_{ni}]|>\epsilon\}\infty$即可.
令$A=\{n:\sum\limits_{i=1}^{k_n}P(|X_{ni}|>\delta)\leq 1\}, B=\{n:\sum\limits_{i=1}^{k_n}P(|X_{ni}|>\delta)> 1\}$,则
由条件(i)及集合B的定义知$\sum\limits_{n\in B}a_n \infty$, 故只需证明
注意到 $\{Y_{ni}-EY_{ni},1\leq i\leq k_n,n\geq 1\}$ 是一个均值为零且二阶矩有限的行$m$-NA随机阵列. 对$Y_{ni}-EY_{ni}$要利用定理1, 只需证其在集合A上满足 定理1的条件. 由$C_r$ -不等式有
由此可得对$Y_{ni}-EY_{ni}$定理1的条件(Ⅱ)'满足.
下证对$Y_{ni}-EY_{ni}$满足定理1的条件(i)也成立.对给定的$\epsilon>0,$ 不妨设$0 ﹤ \epsilon ﹤ 4\delta $, 令$Y'_{ni}=X_{ni}I(|X_{ni}|\leq \frac{\epsilon}{4}), Y''_{ni}=Y_{ni}-Y'_{ni}$, 于是
根据条件(i)可得$\sum\limits_{n \in A} {{a_n}} \sum\limits_{i = 1}^{{k_n}} P (|{Y_{ni}} - E{Y_{ni}}| > ) ﹤ \infty .$ 由定理1可得(2.4)式成立.