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鞍不动点附近马尔可夫过程的收敛性。 (英语) Zbl 1134.60019号

本文研究了二维Markov过程的序列((X^N_t)((t\geq0)),其流限是形式为常微分方程的稳定解
\[\点x_t=Bx_t+τ(x_t)\;\文本{这样}\;\τ(x)=0(|x|^2),\tag{\(*\)}\]
其中\(B\)是具有特征值\(-\mu<0\)和\(\lambda>0\)的矩阵\(\left(\begin{smallmatrix}-\mu&0\\0&\lambda\end{smallmatrix}\right)\)。让我们表示与\(*)\关联的流。存在一些\(x_0\neq 0\),例如\(\varphi_t(x_0)\ to 0\)\((t\to\infty)\)。这样的集(x_0)是一个稳定流形(M_s)。还有一些\(x_\infty\),例如\(\varphi^{-1}_t(x_\infty)\至0\)\((t\至infty,)\)。这种(x_\infty)的集合是一个不稳定流形(M_u)。考虑一系列马尔可夫过程((X^N_t),使得M_s中的(X_0)的(X^N_0=X_0。结果表明,根据时间尺度,会发生三种不同类型的行为:
(A) 在紧致时间区间上,(X^N_t)收敛于(*)的稳定解,围绕该极限的涨落为阶(N^{-1/2})。
(B) 存在一些(上划线x_0\neq 0)(仅取决于(x_0))和高斯随机变量(Z_infty),因此如果(t)位于区间([R,(2\lambda)^{-1}\log N-R]\)中,那么
\[X^N_t=\覆盖线X_0 e^{-\mu t}(e_1+\varepsilon_1)+N^{-1/2}Z_\infty e^{\lambda t}(e_2+\varepsilon_2)\]
对于某些\(\varepsilon_i(t,N)\到0\)在\(t\)中以概率一致为\(R\),\(N\到\infty\),其中\(e_1,e_2\})是\(\mathbb R^2)的标准基。
(C) 在围绕((2\lambda)^{-1}\log N)的固定长度的时间间隔上,(X^N_t)收敛到(*)的不稳定解。
最有趣的行为发生在大约((2(lambda+\mu))^{-1}\log N)的固定长度的时间间隔上,对于这些值(t),(上划线x_0e^{-\mut})和(N^{-1/2}Z_infty e^{\lambda-t})的顺序相同。结果表明,在这些时间内,\(X^N_t\)穿过\(0\)的所有直线,并且当\(t\)在这个范围内时,\(|X^N.t|\)达到其最小值。通过使用缩放限制,作者还重新推导了J.F.C.金曼【公牛伦敦数学学会31,第5号,601-606(1999;Zbl 0933.60007号)]对于OK Corral枪战模型来说
\[N^{-3/4}S^N\到2^{3/4}|Z|^{1/2}\text{(弱)}(Z\sim N(0,1/3)),\]
其中,\(S^N\)是进程终止时幸存的人数。

MSC公司:

60英尺05英寸 中心极限和其他弱定理
37C25号 动力系统的不动点和周期点;不动点指数理论;局部动力学
60G46型 鞅与经典分析
60J75型 跳转流程(MSC2010)
60J25型 一般状态空间上的连续时间Markov过程
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参考文献:

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