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2019 Volume 41 Issue 1
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Pei-qing ZOU, Shou-quan CHEN. Asymptotic Tail Probabilities of Distortion Risk Measurement Based on Linear Combinations of Order Statistics[J]. Journal of Southwest University Natural Science Edition, 2019, 41(1): 72-77. doi: 10.13718/j.cnki.xdzk.2019.01.011
Citation: Pei-qing ZOU, Shou-quan CHEN. Asymptotic Tail Probabilities of Distortion Risk Measurement Based on Linear Combinations of Order Statistics[J]. Journal of Southwest University Natural Science Edition, 2019, 41(1): 72-77. doi: 10.13718/j.cnki.xdzk.2019.01.011

Asymptotic Tail Probabilities of Distortion Risk Measurement Based on Linear Combinations of Order Statistics

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  • Corresponding author: Shou-quan CHEN
  • Received Date: 22/12/2017
    Available Online: 20/01/2019
  • MSC: O211.4

  • In this note, we investigate the tail distortion risk for linear combinations of randomly weighted order statistics, and obtain the asymptotic properties.
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通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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Asymptotic Tail Probabilities of Distortion Risk Measurement Based on Linear Combinations of Order Statistics

    Corresponding author: Shou-quan CHEN

Abstract: In this note, we investigate the tail distortion risk for linear combinations of randomly weighted order statistics, and obtain the asymptotic properties.

  • 设{Xii≥1}为具有共同分布F的独立随机变量序列.若存在常数an>0,bn$\mathbb{R}$使得

    其中G为非退化分布函数,则称F属于G的吸引场,记为FD(G).由文献[1]或者文献[2]可知G有3种类型.

    设(Ω$\mathscr{F} $$\mathscr{P}$)为概率空间,记L+($\mathscr{P}$)为其中非负随机变量分布集合.定义Hg(X)为随机变量X在失真函数g下的失真风险测度(文献[3]关于Hg(X)和g(x)给出了更为具体的定义),

    其中FXL+($\mathscr{P}$)为随机变量X的分布函数.

    Xii=1,2,…,n为非负随机变量序列,Xini=1,2,…,n为对应的次序统计量,则X1:nX2:n≤…≤Xnn.本文目的为讨论当$\mathop {\lim }\limits_{t \to \infty } {\mkern 1mu} l\left( t \right) = {x_0}$(其中x0=sup{xF(x)<1}为上端点)时,

    的渐近性质,其中:L(C):=$\sum\limits_{i=1}^{n}{{{C}_{i}}{{X}_{n-i+1:n}}} $为次序统计量的线性和,C =(C1C2,…,Cn)为常数向量,0<θ≤1. Ci为随机权重并且C1>0.记θ=Ci,如果Xk=Xn-i+1:n.文献[4]给出了权重和的渐近性质.文献[5]得到了一致风险测度下的渐近性质.文献[6]给出了研究求和尾部风险的渐近性质的方法.文献[3]提供了在正则变换下失真风险测度的尾部性质.

1.   预备知识
  • X1,…,Xn为非负随机变量,其对应的分布函数为F1,…,Fn并且满足:

    其中当F1D(Φα)或者F1D(Λ)时,l(t)=t;当F1D(Ψα)时,l(t)=x0-t-1.

    定义lower Matuszewska指标为

    其中

    条件1  1)当s→0时,失真函数g满足g(s)=O(sβ),记Ωg={β>0;g(s)=O(sβ),当s∈0}≠ø.

    2) 设XYL+($\mathscr{P}$),对应分布函数为FG,当t→∞时,满足F(l(t))=O(G(l(t))),极限

    几乎处处存在,其中x>0.

    对任意a≥0,记Δa={xahx处存在},则Δ0h的定义域.显然,(a,∞)\Δa的勒贝格测度为0,因此Δa在(a,∞)中稠密. h(x)在Δ0上非增.

    引理1  设条件2中2)成立.

    1) 如果0<αF*≤∞,那么$\mathop {\lim }\limits_{x \to \infty ,x \in {\mathit{\Delta } _0}} {\mkern 1mu} h\left( t \right) = 0$.

    2) 当1∈Δ0时,记

    若存在x1Δ1满足h(x1)>0,则当0≤α<∞时,有F(l(t))∈RV-α,进一步对所有x≥1,h(x)=h(1)x-α成立.

    定理1  设条件1成立.如果$ \frac{1}{{{\beta }^{*}}}$αF*≤∞,其中β*=sup{Ωg},记l(t)=x0-t-1,则

    引理1和定理1的证明与文献[7]中的引理3.1和定理3.1的证明类似.

    现在开始讨论当t→∞时,Hg(θXk|L(C)>l(t))基于下面几个假定条件的渐近性.

    条件2  设F1D(Φα),并且

    其中$\widetilde C = \mathop {\max }\limits_{2 \le i \le n} {\mkern 1mu} \left\{ {{C_i}} \right\}$.

    条件3  设F1D(Ψα),并且

    其中C*:= $\mathop {\max }\limits_{1 \le i \le n} {\mkern 1mu} {C_i}$.

    条件4  设F1D(Λ),并且

    因此由文献[4]中的定理3.1以及文献[8]中的定理3.1可知,当t→∞时,有

    引理2  1)设条件2和公式(1)成立,则

    2) 设条件3和公式(1)成立,则

    3) 设条件4和公式(1)成立,则

      对于0<x$\frac{\theta }{{{C}_{1}}}$时,存在t0>0充分大,当tt0时,由公式(2)可得

    首先证明1).如果条件2和公式(1)成立,则对于l(t)=tt→∞时由(3)式可得

    显然,

    因此,联合式(1),(4)和(5),有

    另一方面,对于x$\frac{\theta }{{{C}_{1}}}$,因为F1(t)∈D(Φα)有

    因此结论成立. 2)和3)的证明和1)类似.

2.   主要结论及其证明
  • 定理2  1)设条件2和公式(1)成立.如果g(·)连续,且当s→0时,g(s)=O(sβ),则当t→∞时,

    关于x∈(0,∞)一致收敛.

    2) 设条件3和公式(1)成立.如果g(·)连续,且当s→0时,g(s)=O(sβ),则当t→∞时,

    关于x$\left( 0, \frac{\theta }{{{C}_{1}}} \right]$一致收敛.

    3) 设条件4和公式(1)成立.如果g(·)连续,并且当s→0时,g(s)=O(sβ),则当t→∞时,

    关于x$\left( 0, \frac{\theta }{{{C}_{1}}} \right]$一致收敛.

      先证明1).因为g(·)在[0, 1]上连续,所以g(·)在[0, 1]上一致连续.因此对任意的ε>0,存在δ>0,使得对所有xx*∈[0, 1],当|x-x*|<δ时,有|g(x)-g(x*)|<ε.并且由引理2的一致收敛性可知,可选择δ>0,存在N>0,当tN时:

    因为P(θXktx|L(C)>t)∈[0, 1]且λk($\sum\limits_{i=1}^{n}{{{\lambda }_{i}}}$)-1∈[0, 1],当tN时,

    因此一致性成立. 2)和3)的证明和1)相似,证明省略.

    定理3  1)设条件2和公式(1)成立.如果g(·)为任意一失真函数,并且当s→0时,满足g(s)=O(sβ),则当t→∞时,

    2) 设条件3和公式(1)成立.如果g(·)为任意一失真函数,并且当s→0时,满足g(s)=O(sβ),则对于0<x$\frac{\theta }{{{C}_{1}}}$,当t→∞时,

    3) 设条件4和公式(1)成立.如果g(·)为任意一失真函数,并且当s→0时,满足g(s)=O(sβ),则对于0<x$\frac{\theta }{{{C}_{1}}}$,当t→∞时,

      先证明1).显然地,

    因为g(·)为非增函数且有界,则g(·)的不连续点的集合是至多可数的且其勒贝格测度为零.也就是说

    x∈(0,∞)上几乎处处收敛.

    由第三littlewood原理,存在集合A⊆(0,∞),使得μ(A)= $\int_{A}{\text{d}\mathit{x}}\le \frac{\varepsilon }{4}$,其中μ(·)为勒贝格测度.又因为公式(6)在(0,∞)\A上一致收敛,即存在一个N>0,使得当tN时:

    其中M充分大使得

    因为g(·)有界且小于1,所以当tN时,

    因此结论得证. 2)和3)的证明和1)相似,省略.

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