Эта публикация цитируется в
3 статьях
Характеризация вероятностных распределений абсолютными моментами частичных сумм
М. Ш. Браверманa,
К. Л. Маллоусb,
Л. А. Шеппb a Институт прикладной математики, Хабаровск, Россия
b АТ&Т Bell Laboratories, Murray Hill, USA
Аннотация:
Если
$S_n=X_1+\dots+X_n$, где
$X_i$ – одинаково распределенные
стандартные нормальные случайные величины, то
$\mathbf{E}|S_n|\equiv\sqrt{2n/\pi}$,
$n\ge 0$. Доказано, что не существует другого
симметричного закона
с теми же самыми моментами сумм; общий случай остается открытым.
Если же
$X_i$ имеет стандартное симметричное экспоненциальное
распределение, то
$\mathbf{E}|S_n|=2n2^{-2n}\binom{2n}{n}$,
$n\ge0$. Показано, что точно
такие же моменты для всех
$n$ получаются, если
$X_i\sim B(2;0,5)$, т.е.является суммой
двух стандартных (
$\pm1$-значных) независимых бернуллиевских случайных величин, так же как и для многих других законов, включая и
несимметричные. Одним из примеров является
$X_i\sim G-1$, где
$G$ есть геометрическое распределение со средним 1.
Наш интерес к этой тонкой нелинейной задаче (поставленной
Клебановым и частично решенной Неупокоевой [12]) о восстановлении
вероятностного закона по последовательности моментов вызван
также возможностью изучать положительно определенные функции с помощью формулы $\mathbf{E}|S_n|=(2/\pi)\int_0^\infty\operatorname{Re}(1-\varphi^n(1/u))\,du$,
$n\ge0$, где
$\varphi$
есть характеристическая функция
$X_i$,
$\varphi(u)=\mathbf{E}\exp(iuX_i)$. В работе
доказано, что если для некоторого
$b>0$ функция
$\psi_b(u)=\varphi(b\operatorname{tg}(u/b))$ положительно определена, то распределения, соответствующие
$\varphi$ и
$\psi_b$ имеют одинаковые моменты
$\mathbf{E}|S_n|$ для всех
$n$.
Если
$X_i$ имеет распределение Бернулли со средним нуль и значениями
$\pm1$, то моменты сумм однозначно определяют распределение
даже среди несимметричных законов. Нам неизвестны другие распределения
с таким свойством; может быть их и не существует.
Некоторые наши результаты распространяются и на случай моментов
порядка
$p$, где
$p$ не является целым четным.
Ключевые слова:
независимые одинаково распределенные случайные величины, абсолютные моменты частичных сумм, индуцированная мера характеристической функции, симметричный и несимметричный законы распределения, положительно определенная функция. Поступила в редакцию: 29.07.1994