{"title":"Green Function for an Asymptotically Stable Random Walk in a Half Space","authors":"Denis Denisov, Vitali Wachtel","doi":"10.1007/s10959-023-01283-4","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"Abstract We consider an asymptotically stable multidimensional random walk $$S(n)=(S_1(n),\\ldots , S_d(n) )$$ <mml:math xmlns:mml=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\"> <mml:mrow> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>n</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:msub> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:msub> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>n</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mo>…</mml:mo> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:msub> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mi>d</mml:mi> </mml:msub> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>n</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> . For every vector $$x=(x_1\\ldots ,x_d)$$ <mml:math xmlns:mml=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\"> <mml:mrow> <mml:mi>x</mml:mi> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:msub> <mml:mi>x</mml:mi> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:msub> <mml:mo>…</mml:mo> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:msub> <mml:mi>x</mml:mi> <mml:mi>d</mml:mi> </mml:msub> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> with $$x_1\\ge 0$$ <mml:math xmlns:mml=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\"> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mi>x</mml:mi> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:msub> <mml:mo>≥</mml:mo> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:mrow> </mml:math> , let $$\\tau _x:=\\min \\{n>0: x_{1}+S_1(n)\\le 0\\}$$ <mml:math xmlns:mml=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\"> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mi>τ</mml:mi> <mml:mi>x</mml:mi> </mml:msub> <mml:mo>:</mml:mo> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mo>min</mml:mo> <mml:mrow> <mml:mo>{</mml:mo> <mml:mi>n</mml:mi> <mml:mo>></mml:mo> <mml:mn>0</mml:mn> <mml:mo>:</mml:mo> <mml:msub> <mml:mi>x</mml:mi> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:msub> <mml:mo>+</mml:mo> <mml:msub> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:msub> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>n</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mo>≤</mml:mo> <mml:mn>0</mml:mn> <mml:mo>}</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:math> be the first time the random walk $$x+S(n)$$ <mml:math xmlns:mml=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\"> <mml:mrow> <mml:mi>x</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>n</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> leaves the upper half space. We obtain the asymptotics of $$p_n(x,y):= {\\textbf{P}}(x+S(n) \\in y+\\Delta , \\tau _x>n)$$ <mml:math xmlns:mml=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\"> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mi>p</mml:mi> <mml:mi>n</mml:mi> </mml:msub> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>x</mml:mi> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mi>y</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mo>:</mml:mo> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mi>P</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>x</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>n</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mo>∈</mml:mo> <mml:mi>y</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> <mml:mi>Δ</mml:mi> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:msub> <mml:mi>τ</mml:mi> <mml:mi>x</mml:mi> </mml:msub> <mml:mo>></mml:mo> <mml:mi>n</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:math> as n tends to infinity, where $$\\Delta $$ <mml:math xmlns:mml=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\"> <mml:mi>Δ</mml:mi> </mml:math> is a fixed cube. From that, we obtain the local asymptotics for the Green function $$G(x,y):=\\sum _n p_n(x,y)$$ <mml:math xmlns:mml=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\"> <mml:mrow> <mml:mi>G</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>x</mml:mi> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mi>y</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mo>:</mml:mo> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:msub> <mml:mo>∑</mml:mo> <mml:mi>n</mml:mi> </mml:msub> <mml:msub> <mml:mi>p</mml:mi> <mml:mi>n</mml:mi> </mml:msub> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>x</mml:mi> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mi>y</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:math> , as $$|y |$$ <mml:math xmlns:mml=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\"> <mml:mrow> <mml:mo>|</mml:mo> <mml:mi>y</mml:mi> <mml:mo>|</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> and/or $$|x |$$ <mml:math xmlns:mml=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\"> <mml:mrow> <mml:mo>|</mml:mo> <mml:mi>x</mml:mi> <mml:mo>|</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> tend to infinity.","PeriodicalId":0,"journal":{"name":"","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-09-29","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.1007/s10959-023-01283-4","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
Abstract
Abstract We consider an asymptotically stable multidimensional random walk $$S(n)=(S_1(n),\ldots , S_d(n) )$$ S(n)=(S1(n),…,Sd(n)) . For every vector $$x=(x_1\ldots ,x_d)$$ x=(x1…,xd) with $$x_1\ge 0$$ x1≥0 , let $$\tau _x:=\min \{n>0: x_{1}+S_1(n)\le 0\}$$ τx:=min{n>0:x1+S1(n)≤0} be the first time the random walk $$x+S(n)$$ x+S(n) leaves the upper half space. We obtain the asymptotics of $$p_n(x,y):= {\textbf{P}}(x+S(n) \in y+\Delta , \tau _x>n)$$ pn(x,y):=P(x+S(n)∈y+Δ,τx>n) as n tends to infinity, where $$\Delta $$ Δ is a fixed cube. From that, we obtain the local asymptotics for the Green function $$G(x,y):=\sum _n p_n(x,y)$$ G(x,y):=∑npn(x,y) , as $$|y |$$ |y| and/or $$|x |$$ |x| tend to infinity.