Some functionals for random walks and critical branching processes in an extremely unfavorable random environment

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Пусть $\{S_{n}, n\geqslant 0\}$ – случайное блуждание, распределение шага которого принадлежит без центрировки области притяжения устойчивого распределения индекса $\alpha $, т.е. существует такая нормирующая последовательность констант $a_{n}$, что последовательность $S_{n}/a_{n}$, $n=1,2,…$, слабо сходится при $n\to \infty $ к случайной величине, имеющей устойчивое распределение индекса $\alpha $. Пусть $S_{0}=0$,$$L_{n}:=\min (S_{1},…,S_{n}),\qquad\tau _{n}:=\min \{ 0\leqslant k\leqslant n\colon S_{k}=\min (0,L_{n})\} .$$В предположении, что $S_{n}\leqslant h(n)$, где функция $h(n)$ имеет порядок $o(a_{n})$ при $n\to\infty$ и $\lim_{n\to \infty }h(n)\in [ -\infty,+\infty ]$ существует, доказан ряд предельных теорем, описывающих асимптотическое поведение функционалов вида$$\mathbf{E}[ e^{\lambda S_{\tau _{n}}};  S_{n}\leqslant h(n)], \qquad \lambda>0,$$при $n\to \infty $. Полученные результаты используются при исследовании вероятности невырождения критического ветвящегося процесса, эволюционирующего в экстремально неблагоприятной среде.Библиография: 15 названий.

About the authors

Vladimir Alekseevich Vatutin

Steklov Mathematical Institute of Russian Academy of Sciences

Email: vatutin@mi-ras.ru
Scopus Author ID: 6701377350
ResearcherId: Q-4558-2016
Doctor of physico-mathematical sciences, Professor

Congzao Dong

Xidian University

Email: czdong@xidian.edu.cn

Elena Evgen'evna Dyakonova

Steklov Mathematical Institute of Russian Academy of Sciences

Email: elena@mi-ras.ru
Scopus Author ID: 6507996691
ResearcherId: Q-6278-2016
Doctor of physico-mathematical sciences, Head Scientist Researcher

References

  1. V. I. Afanasyev, J. Geiger, G. Kersting, V. A. Vatutin, “Criticality for branching processes in random environment”, Ann. Probab., 33:2 (2005), 645–673
  2. V. I. Afanasyev, Ch. Böinghoff, G. Kersting, V. A. Vatutin, “Limit theorems for weakly subcritical branching processes in random environment”, J. Theoret. Probab., 25:3 (2012), 703–732
  3. F. Caravenna, L. Chaumont, “An invariance principle for random walk bridges conditioned to stay positive”, Electron. J. Probab., 18 (2013), 60, 32 pp.
  4. R. A. Doney, “Conditional limit theorems for asymptotically stable random walks”, Z. Wahrsch. Verw. Gebiete, 70:3 (1985), 351–360
  5. R. Durrett, “Conditioned limit theorems for some null recurrent Markov processes”, Ann. Probab., 6:5 (1978), 798–828
  6. R. A. Doney, “Local behaviour of first passage probabilities”, Probab. Theory Related Fields, 152:3-4 (2012), 559–588
  7. В. Феллер, Введение в теорию вероятностей и ее приложения, т. 2, Мир, М., 1967, 752 с.
  8. K. Hirano, “Determination of the limiting coefficient for exponential functionals of random walks with positive drift”, J. Math. Sci. Univ. Tokyo, 5:2 (1998), 299–332
  9. G. Kersting, V. Vatutin, Discrete time branching processes in random environment, Math. Stat. Ser., John Wiley & Sons, London; ISTE, Hoboken, NJ, 2017, xiv+286 pp.
  10. Б. А. Рогозин, “Распределение первого лестничного момента и высоты и флуктуации случайного блуждания”, Теория вероятн. и ее примен., 16:4 (1971), 593—613
  11. Я. Г. Синай, “О распределении первой положительной суммы для последовательности независимых случайных величин”, Теория вероятн. и ее примен., 2:1 (1957), 126–135
  12. В. А. Ватутин, Е. Е. Дьяконова, “Критические ветвящиеся процессы, эволюционирующие в неблагоприятной случайной среде”, Дискрет. матем., 34:3 (2022), 20–33
  13. В. А. Ватутин, Е. Е. Дьяконова, “Размер популяции критического ветвящегося процесса, эволюционирующего в неблагоприятной среде”, Теория вероятн. и ее примен., 68:3 (2023), 509–531
  14. В. А. Ватутин, К. Донг, Е. Е. Дьяконова, “Случайные блуждания, остающиеся неотрицательными, и ветвящиеся процессы в неблагоприятной среде”, Матем. сб., 214:11 (2023), 3–36
  15. V. A. Vatutin, V. Wachtel, “Local probabilities for random walks conditioned to stay positive”, Probab. Theory Related Fields, 143:1-2 (2009), 177–217

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2024 Ватутин В.A., Донг К., Дьяконова Е.E.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).