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设{Xn,n≥1}为一列独立同分布于对数广义误差分布(记作Fv~logGED(v))的随机变量,令Mn=
$\max\limits_{1 \leqslant k \leqslant n} X_{k}$ 表示序列{Xn,n≥1}的最大值.文献[1]给出logGED的概率密度函数定义如下:其中:
$\lambda=\sqrt{\frac{2^{-\frac{2}{v}} \mathit{\Gamma}\left(\frac{1}{v}\right)}{\mathit{\Gamma}\left(\frac{3}{v}\right)}}$ ,v为形态参数,Γ(·)表示伽玛函数.同时指出,当v=1时对数广义误差分布为对数拉普拉斯分布,当v=2时为对数正态分布.文献[1]研究了Mn的渐近分布.在此基础上,文献[2]利用Mn密度极值分布的渐近展开表达式得到其矩展开.接着,文献[3]在幂赋范条件下研究logGED的分布函数极值高阶展开.其他给定分布序列的极值分布函数的渐近性质可以参考文献[4-7].
文献[1]证明了以下结果成立:当v>1且x>0时,有极限分布结果
其中,规范常数αn和βn满足
同时,文献[1]给出了当x充分大时,logGED(v)在v>1情形下的尾部表达式:
其中
$f(t)=\frac{2 t \lambda^{v}}{v(\log t)^{v-1}}$ 且f′(t)→0,$g(t)=1+\frac{2 \lambda^{v}(v-1)}{v(\log t)^{v}} \rightarrow 1$ .根据文献[8]推导的命题1.1(a)与推论1.7可选择满足以下两个等式的规范常数an和bn,即
与
本文旨在研究服从对数广义误差分布(记作logGED)独立随机变量序列的最大值分布的高阶展开.
定理1 令Fv表示logGED(v)的分布函数且v>1.当x>0时,有
也即
其中:
证 通过分部积分,可得
故(4)式得证.同理可得
$r_{v}(x)=\frac{2^{1-\frac{1}{v}} \lambda^{2 v-1}(v-1)}{v \mathit{\Gamma}\left(\frac{1}{v}\right)}$ (log x)1-2vexp$\left(-\frac{(\log x)^{v}}{2 \lambda^{v}}\right)$ -sv(x),代入(4)式可得到(5)式,其中综上所述,定理1得证.
定理2 规范常数an,bn分别满足(2)式和(3)式.当n充分大时,对x∈
$\mathbb{R}$ 有证 由(2)式易知log bn~
$2^{\frac{1}{v}} \lambda(\log n)^{\frac{1}{v}}$ ,结合(3)式有anbn-1~$2^{\frac{1}{v}} \lambda v^{-1}(\log n)^{\frac{1}{v}-1} \rightarrow 0$ .利用式子
和
可计算得
和
此结果由(3)式得到.再利用(7)式和等式exp(x)=1+x+
$\frac{1}{2} x^{2}$ +O(x3),x→0,可得结合(2),(6)和(8)式有
同理可得,
再结合(9)式和(10)式,有
因此,
其中sv(x)如定理1所示.最后结合(5)式及(9)-(11)式有
从而定理2得证.
Asymptotic Expansion of Extremes for Logarithmic General Error Distribution
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Abstract: Let {Xn, n ≥ 1} be an independent, identically distributed random sequence with each having the logarithmic general error distribution. In this paper, expansions properties of the logarithmic general error distribution of the maximum have been derived to its extreme value limit.
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[1] doi: http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=10.1080/03610926.2012.730168 LIAO X, PENG Z X, NADARAJAH S.Tail Behavior and Limit Distribution of Maximum of Logarithmic General Error Distribution[J].Communications in Statistics-Theory and Methods, 2014, 43(24):5276-5289. [2] doi: http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=QKC20162016061700011143 YANG G, LIAO X, PENG Z X.Distributional Expansion of Maximum from Logarithmic General Error Distribution[J]. Applied Mathematics-A Journal of Chinese Universities, 2016, 31(2):157-164. [3] doi: http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=2c5311f770a124273cb4a1c1153cb1ee YANG G, LI T T.Expansions on Extremes from Logarithmic General Error Distribution under Power Normalization[J]. Statistical Papers, 2016, 57(3):781-793. [4] doi: http://cn.bing.com/academic/profile?id=5d8a39fb77ddc5984682b8122c4d5e4d&encoded=0&v=paper_preview&mkt=zh-cn LI T T, PENG Z X.Moment Convergence of Powered Normal Extremes[J].Communications in Statistics-Theory and Methods, 2018, 47(14):3453-3463. [5] doi: http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=9578c9c34b0003d3dd0dde373741d8fe LIAO X, PENG Z X.Convergence Rates of Limit Distribution of Maxima of Lognormal Samples[J].Journal of Mathematical Analysis and Applications, 2012, 395(2):643-653. [6] 章毓波, 彭作祥.t分布的极值分布渐近展开[J].西南大学学报(自然科学版), 2014, 36(3):67-70. doi: http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/xnnydxxb201403012 [7] 冯帆, 彭作祥.高斯序列顺序统计量幂的高阶展开[J].西南师范大学学报(自然科学版), 2019, 44(3):18-22. doi: http://xbgjxt.swu.edu.cn/article/doi/10.13718/j.cnki.xsxb.2019.03.004 [8] RESNICK S I.Extreme Values, Regular Variation and Point Processes[M].New York:Springer, 1987. -
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