Теоретические основы прикладной дискретной математики
О числе $f$-рекуррентных серий и цепочек в конечной цепи Маркова
Н. М. Меженная Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана
Аннотация:
Будем называть
$f$-рекуррентной цепочкой отрезок дискретной последовательности, знаки которого получаются последовательным применением функции
$f$ к
$l$ предыдущим знакам, а цепочку, которую нельзя продлить ни в одну сторону с сохранением свойства
$f$-рекуррентности, —
$f$-рекуррентной серией. При помощи метода Чена–Стейна получена оценка расстояния по вариации между распределением числа
$\xi$ $f$-рекуррентных серий длины не меньше
$s$ в отрезке длины
$n$ конечной эргодической стационарной цепи Маркова и сопровождающим законом распределения Пуассона, т. е. распределением Пуассона с параметром
$\lambda_s=\mathsf{E} \xi$, порядка O$\left(s \lambda_s/n+\text{e}^{u s} \sqrt{\lambda_s}\right)$ при некотором
$u>0$. Из этой оценки стандартными методами выведены пуассоновская и нормальная предельные теоремы для случайной величины
$\xi$ (при стремлении длины
$n$ отрезка цепи Маркова и параметра
$s$ к бесконечности). Также полученная оценка позволяет показать, что вероятность наличия
$f$-рекуррентных цепочек длины не меньше
$s$ стремится к
$1-\text{e}^{\lambda}$, если
$n,s\to \infty$ так, что
$s/n\to 0$,
$\lambda_s/n \to 0$ и
$\lambda_s\to \lambda$. Свойства распределений частот
$f$-рекуррентных серий или цепочек с определёнными свойствами могут быть использованы при разработке статистических критериев для проверки качества псевдослучайных последовательностей.
Ключевые слова:
цепь Маркова, $f$-рекуррентная серия, $f$-рекуррентная цепочка, предельная теорема Пуассона, нормальная предельная теорема, метод Чена–Стейна.
УДК:
519.214
DOI:
10.17223/2226308X/12/4