Доброго времени суток!
Пусть
![$\{\xi_n \}$ $\{\xi_n \}$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/4/8/4/4841be70e2fc91fdc61e3fe6336a32ab82.png)
- независимые одинаково распределенные случайные величины,
![$\xi_n \geq 0$ $\xi_n \geq 0$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/8/4/b/84bcbbfc26204b3c45e97a6dbe2c76ee82.png)
и
![$ \xi_n \ne \operatorname{const}$ $ \xi_n \ne \operatorname{const}$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/f/a/d/fadb4d8cf56e21e4fc2a1857e695a45082.png)
п.н.
![$S_n=\xi_1+\ldots + \xi_n, S_0=0$ $S_n=\xi_1+\ldots + \xi_n, S_0=0$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/b/2/6/b26c980de45ccf652fb91da681a536bd82.png)
. Процесс
![$X_t=\sup\{n:S_n\leq t\},t \geq 0$ $X_t=\sup\{n:S_n\leq t\},t \geq 0$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/c/e/c/cece1e75167015b756e4095c108afcc582.png)
называется процессом восстановления.
Доказать:
1)
![$$\lim\limits_{t\to+\infty}X_t=+\infty\, a.s.$$ $$\lim\limits_{t\to+\infty}X_t=+\infty\, a.s.$$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/4/4/a/44a639f08099dff06d9096ef6ad097db82.png)
2) Если
![$\xi_n$ $\xi_n$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/2/3/a/23aed6282beb42d24bd88156a226ee4382.png)
не обязательно одинаково распределены, то
![$X_t$ $X_t$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/a/9/1/a918cf04cd0ac7535e7626be634cfb9e82.png)
не обязательно уходит на бесконечность даже за бесконечное время.
Решение.
1) Пусть
![$\xi_n$ $\xi_n$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/2/3/a/23aed6282beb42d24bd88156a226ee4382.png)
являются собственными случайными величинами, т.е.
![$P(\xi_n<+\infty )=1$ $P(\xi_n<+\infty )=1$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/f/9/1/f91d6b8313c8b397a4dd8473b1e7c3fe82.png)
. Тогда
![$$P(\lim\limits_{t\to+\infty}X_t=+\infty)=P(\bigcap\limits_{n=1}^{\infty}\{\xi_n<+\infty\})=\lim\limits_{n\to+\infty}P(\bigcap\limits_{k=1}^{n}\{\xi_k<+\infty\})=\lim\limits_{n\to+\infty}1=1.$$ $$P(\lim\limits_{t\to+\infty}X_t=+\infty)=P(\bigcap\limits_{n=1}^{\infty}\{\xi_n<+\infty\})=\lim\limits_{n\to+\infty}P(\bigcap\limits_{k=1}^{n}\{\xi_k<+\infty\})=\lim\limits_{n\to+\infty}1=1.$$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/e/0/5/e057fc0b5076a219418543608637c88082.png)
Пусть
![$\xi_n$ $\xi_n$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/2/3/a/23aed6282beb42d24bd88156a226ee4382.png)
не обязательно являются собственными, например
![$P(\xi_i=1)=P(\xi_i=+\infty)=1/2$ $P(\xi_i=1)=P(\xi_i=+\infty)=1/2$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/a/8/d/a8dd97a6b6e3d3cfa5c61b55ec2b0e6882.png)
. Тогда
![$P(\lim\limits_{t\to+\infty}X_t=0)=P(\xi_1=+\infty)=1/2$ $P(\lim\limits_{t\to+\infty}X_t=0)=P(\xi_1=+\infty)=1/2$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/0/6/e/06e076bd514e51d9bb7de191ac3a70b982.png)
. То есть в первом пункте нужно еще заранее потребовать, чтобы случайные величины
![$\xi_i$ $\xi_i$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/5/a/d/5add1d368d6bcc924b8b5b96abe9b68e82.png)
были собственными.
2) Если все случайные величины являются собственными, то проходит рассуждение выше
![$$P(\lim\limits_{t\to+\infty}X_t=+\infty)=P(\bigcap\limits_{n=1}^{\infty}\{\xi_n<+\infty\})=\lim\limits_{n\to+\infty}P(\bigcap\limits_{k=1}^{n}\{\xi_k<+\infty\})=\lim\limits_{n\to+\infty}1=1,$$ $$P(\lim\limits_{t\to+\infty}X_t=+\infty)=P(\bigcap\limits_{n=1}^{\infty}\{\xi_n<+\infty\})=\lim\limits_{n\to+\infty}P(\bigcap\limits_{k=1}^{n}\{\xi_k<+\infty\})=\lim\limits_{n\to+\infty}1=1,$$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/1/b/d/1bd42e784fc899a9cf8c584743ee85fe82.png)
поскольку оно использует только независимость.
Правильно ведь, что для того чтобы
![$X_t$ $X_t$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/a/9/1/a918cf04cd0ac7535e7626be634cfb9e82.png)
не уходил на бесконечность даже за бесконечное время, обязательно нужны несобственные случайные величины?