考虑经典的Wiener空间$(B, H, \mu)$, 设$D^{r, p}$是Wiener泛函的Sobolev空间, 即
其中$\mathbf{L}^p$记为$(B, \mu )$上的实值函数的$L^p$空间, $\mathcal L$是$(B, H, \mu)$上的Ornstein-Uhlenbeck算子.对$r\geqslant 0, p>1$, $(r, p)$-容度定义如下
且对任意集合$A\subset B$有, $C_{r, p}(A)=\inf\{C_{r, p}(O);A\subset O\subset B, O\mbox{是开集}\}.$设${\mathcal{C}}^d$为从[0, 1]到$\mathbb{R}^d$的连续函数空间, 赋予上确界范数$\|f\|=\sup\limits_{0\leqslant t \leqslant 1}|f(t)|$.记$\mathcal C^d_0=\{f\in \mathcal C^d; f(0)= 0\}$, $\mathcal H^d=\{f\in\mathcal C^d_0; f(t)=\displaystyle\int _0^t \dot {f}(s)ds, \|f\|_{\mathcal H^d}^2=\displaystyle\int_0^1|\dot{f}(t)|^2dt<\infty \}$, $\mathcal{H}^d$是一定义如下内积的Hilbert空间, $\langle r_1, r_2\rangle_{\mathcal{H}^d}=\displaystyle\int^1_0(\dot{r}_1(s), \dot{r}_2(s))ds$.设$\mu$是$\mathcal{C}^d_0$上的Wiener测度, $(\mathcal{C}^d_0, \mathcal{H}^d, \mu)$是一经典Wiener空间.下面考虑如下两个Banach空间
其中$0<\alpha<\frac{1}{2}$.则有$(\mathcal{C}^{\alpha, 0}, \mathcal{H}^d, \mu)$也是一经典Wiener空间(见文[2]定理2.4).设$w\in{\mathcal{C}}^{\alpha, 0}$为一标准Brown运动, 记$K=\{f\in\mathcal{H}^{d}; I(f)\leqslant 1\}$, 其中$I: B\to [0, \infty]$定义为若$z\in \mathcal{H}^d$, $I(z)=\|z\|^2_{\mathcal{H}^d}/2$; 否则$I(z)=\infty$.
自从Yoshida[1]首先得到了关于容度$C_{r, p}$意义的大偏差结论, 近年来关于Brown运动在Hölder范数下的拟必然泛函极限理论开始受到关注.Baldi与Roynette[2]利用大偏差得到了Brown运动在Hölder范数下的收敛速度, 并证明了存在$k=k(\alpha)\geq0$, 使得
进一步, 对任意$f\in K$与$\gamma=(1-2\alpha)/2$有
后来, Chen与Balakrishnan [3]得到Brown运动在Hölder范数与容度$C_{r, p}$意义下泛函重对数律的极限定理.本文利用Hölder范数下的大偏差小偏差, 得到了Brown运动增量在Hölder范数下, 关于容度$C_{r, p}$意义下局部泛函极限的收敛速度.主要结果如下.
定理1 设$r_u$定义为从$R^+$到$R^+$的单调不减函数, 满足$0<r_u\le u$且$u/r_u$单调不减.记$\sigma_u=\log\frac{u\log u}{r_u}, $若$\lim\limits_{u\to\infty}\frac{\log(u/r_u)}{\log u}=\infty$, 则在$C_{r, p}$-q.s.意义下有
其中$\gamma=(1-2\alpha)/2$, $k>0$如式(1) 中所定义.
定理1的证明可由引理5与引理6得到, 在此之前叙述已有的相关结果.
引理1 (见文献[3]定理2.1) 设$\{S_\varepsilon\}_{\varepsilon>0}$是$\mathcal{C}^{\alpha, 0}$上一双射线性算子, 使得对任意$\varepsilon>0$及$A\subset \mathcal{C}^{\alpha, 0}$有$\mu(S^{-1}_{\varepsilon}A)=\mu(\varepsilon^{-1/2}A), $则对$(r, p)\in [0, \infty)\times(1, \infty), $有
引理2 (见文献[6]引理2.1) 设$k\in\mathrm{N}$, $q_1, q_2\in(1, \infty)$满足$1/p=1/q_1+1/q_2$, 则存在常数$c=c(k, p, q_1, q_2)>0$使得对任意$-\infty<a_i<b_i<\infty$, $\delta\in (0, 1), $及$F_i\in D^{k, kq_1}$有下式成立
其中$\tilde{F_i}$为$F_i$的拟连续修正.
引理3 设$k, p, q_1, q_2$如引理2中定义.对任意$\varepsilon>0, t_i\ge 0, h_i>0, i=1, 2, \cdots, n, $及$f\in K$, 设
则存在一常数$c=c(k, p, q_1, f)>0$, 对任意$\delta\in(0, 1], \varepsilon\in(0, 1]$, 有
证 利用引理2, 类似文献[6]中引理2.2易证.
引理4 设$0 <\alpha <\frac{1}{2}, \, \gamma=\frac{1}{2}-\alpha$, $t\geq 0$, $f\in K$, $k>0$如(1) 中所定义, 则对任意$\tau>0$有
证 考虑到容度具有性质$C_{r, p}(\cdot)\ge \mu(\cdot)$, 结合(2) 式只需证明
对任意$1>\delta>0$, $c_0>0$, 令$k=[r]+1$, 根据引理3, 有
再根据(2) 式得
最后令$\delta\to 0, q_2\to p$, 引理4获证.
引理5 设$r_u, \sigma_u$如命题1所定义, 则对 s ∈ [0, 1]在$C_{r, p}$-q.s.意义下有
证 设$l(u)=r_u (\sigma_u )^{-\frac{2}{1-2\alpha}}$.对于$1<\theta<(1-\varepsilon)^{-2} $, 记$u_n=\theta^n.$选取适当$\delta_1>0$, 使得$\delta_2=1/(\theta^{1/2}(1-\varepsilon))^{1/\gamma}-\delta_1>1$.设$k_n=[\frac{u_{n+1}}{l(u_n)}]$, $t_i=il(u_n), i=0, 1, 2, \cdot\cdot\cdot, k_n$.则有
由引理4, 对任意$0<\varepsilon<1, $当$n$充分大时有
因此根据Borel-Cantelli引理得到在$C_{r, p}$-q.s.意义下有
另一方面, 对任意$\eta>0$有
其中$T(j, n)=\sup\limits_{0\le z\le1}\|w(zl(u_n)+t_i+jl(u_n)+l(u_n)\cdot)- w(t_i+jl(u_n)+ l(u_n)\cdot)\|_\alpha.$由于
其中$Q=\{f\in \mathcal{C}^{\alpha, 0}; \sup\limits_{0\le z\le 1}\|f(\frac{1}{2}z+\frac{1}{2}\cdot)-f(\frac{1}{2}\cdot)\|_\alpha\ge \eta\}$, 且$\inf\limits_{f\in A}I(f)\ge \frac{\eta^2}{32}$, 故由引理1知当$n$充分大时有
考虑到当$n\to \infty$, $\sigma_{u_{n+1}}\to \infty$, 因此
再次利用Borel-Cantelli引理可得在$C_{r, p}$-q.s.意义下有
联合(3), (4), (5) 式得
对于$u\in [u_n, u_{n+1})$, 再设$\phi_{t, u}(s)=\left(r_{u}\sigma_{u}\right)^{-1/2}(w(ut+r_us)-w(ut))$, 从而有
令$\theta\to 1$, 由式(6)、(7) 证得在$C_{r, p}$-q.s.意义下有
引理6 设$r_u, \sigma_u$如引理5中所定义, 若$\lim\limits_{u\to \infty} \frac{\log ur_u^{-1}}{\log\log u}=\infty$, 则在$C_{r, p}$-q.s.意义下有
证 由于$\lim\limits_{u\to\infty}\frac{\log\frac{u}{r_u}}{\log\log u}=\infty$, 故存在子列$\{u_n\}$, 满足$\frac{u_n}{r_{u_n}}=n^{p_0}, {p_0}>1$.显然$\{u_n\}$单调递增, 且当$n\to \infty$时$u_n \to \infty$.设$t_i=ir_{u_{n+1}}, \; i=0, 1, 2, \cdots, \; k_n=\left[\frac{u_{n}}{r_{u_{n+1}}}\right]-1, $设$g(n)=\frac{\log\frac{{u_n}}{r_{u_n}}}{\log\log u_n} =\frac{\log n^{p_0}}{\log\log {u_n}}$, 则有$u_n=\exp{(n^{\frac{{p_0}}{g(n)}})}$, 且当$n\to \infty$, $g(n)\to \infty$.进一步, 对任意$\theta>0$, 当$n\to \infty$, $\frac{n^{\theta}}{\log u_n}\to \infty$, $1\leq\frac{u_{n+1}}{{u_n}}=\exp{\{(n+1)^{ \frac{{p_0}}{g(n+1)}}-n^{\frac{{p_0}}{g(n)}}\}}\leq \exp{\{n^{ \frac{{p_0}}{g(n)}-1}\}}\to1$.选取$\delta'>0$使得$\delta''=\frac{1}{(1+\varepsilon)^{1/\gamma}}+\delta'<1$.令$k=[r]+1$, 根据引理3得
其中$\pi_i=\|\left(r_{u_{n+1}}\sigma_{u_{n+1}}\right)^{-1/2}(w(t_i+r_{u}\cdot)-w(t_i))\|_\alpha$.由(2) 式, 当$n$充分大时,
其中常数$c>0$.选取适当的$p_0$可得到
由Borel-Cantelli引理, 从而证得存在一递增序列${u_n}, u_n\to \infty$, 使得在$C_{r, p}$-q.s.意义下有
再设$\psi_{t, u}(s)=\left(r_u\sigma_u\right)^{-1/2}(w(t+r_us)-w(t))$, 经推导有$\psi_{t, u}(s)=\frac{\left(r_u\sigma_u\right)^{-1/2}}{\beta_{u_{n+1}}}\psi_{t, u_{n+1}} \left(\frac{r_u}{r_{u_{n+1}}}s\right), $其中$u\in (u_n, u_{n+1})$, 从而有
由(8) 式, 考虑到当$n\to \infty$时$\frac{r_{u_{n}}\sigma_{u_{n}}}{r_{u_{n+1}}\sigma_{u_{n+1}}}\to 1$, 引理6得证