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Comportamiento asintótico para el retorno a cero de un paseo aleatorio simple

Me quedé atrapado hoy en día tratando de entender un argumento de Frank den Hollander del Libro. El problema se describe a continuación.

Deje $S_n=\sum_{i=1}^n X_i$ ser el simple paseo aleatorio en $\mathbb{Z}^d$, que es $$ \mathbb{P}(X_i=x)= \left\{ \begin{array}{ll} \frac{1}{2d}&\text{if}\ \|x\|=1;\\ &&\\ 0&\text{otherwise.} \end{array}\right. $$ Me gustaría saber cómo probar que $$ \mathbb{P}(S_{2n}=0)\sim 2\left(\frac{d}{4\pi n}\right)^{\frac{d}{2}}, \qquad n\to\infty. $$

Quiero aprender de el Gregorio Lawler del libro que esta es una consecuencia de la Local Teorema del Límite Central. Pero me gustaría saber si se puede demostrar este hecho sin el uso de este resultado. Traté de Taylor Ampliar $$ \hat{p}(k)=\frac{1}{d}\sum_{j=1}^d \cos k_j $$ $k=(k_1,\dots,k_d)\in [-\pi,\pi)^d$ y el uso que $$ \mathbb{P}(S_{2n}=0)=\left(\frac{1}{2\pi}\right)^d\int_{[-\pi,\pi)^d} [\hat{p}(k)]^{2n} dk. $$ Pero no es trabajo. Cualquier ayuda o referencia es bienvenida. Gracias.

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goric Puntos 5230

El enfoque adoptado en las páginas 78 y 79 de Principios de Paseo Aleatorio (2ª edición) por Frank Spitzer. Yo era capaz de ver a estas páginas a través de Google Libros.

Spitzer primera se traduce $[-\pi,\pi)^d$ por el vector $(\pi/2,\pi/2,\dots,\pi/2)$ lo que no cambia el valor de la integral. A continuación, argumenta que la mayor parte de la integral se concentra en dos puntos, el origen y la $(\pi,\pi,\dots,\pi)$ ambos aportan el mismo valor asintóticamente.

La Taylor de la expansión en series de ${1\over d}\sum_{j=1}^d \cos k_j\approx \exp(-|k|^2/2d)$ cerca del origen de los acabados de los resultados.

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