<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?><!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.0 20120330//EN" "JATS-journalpublishing1.dtd"><article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" article-type="research-article">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">VMSTA</journal-id>
<journal-title-group><journal-title>Modern Stochastics: Theory and Applications</journal-title></journal-title-group>
<issn pub-type="epub">2351-6054</issn>
<issn pub-type="ppub">2351-6046</issn>
<issn-l>2351-6046</issn-l>
<publisher>
<publisher-name>VTeX</publisher-name><publisher-loc>Mokslininkų g. 2A, 08412 Vilnius, Lithuania</publisher-loc>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="publisher-id">VMSTA154</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.15559/20-VMSTA154</article-id>
<article-categories><subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Research Article</subject></subj-group></article-categories>
<title-group>
<article-title>Prediction in polynomial errors-in-variables models</article-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Kukush</surname><given-names>Alexander</given-names></name><email xlink:href="mailto:alexander_kukush@univ.keiv.ua">alexander_kukush@univ.keiv.ua</email><xref ref-type="aff" rid="j_vmsta154_aff_001"/><xref ref-type="corresp" rid="cor1">∗</xref>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Senko</surname><given-names>Ivan</given-names></name><email xlink:href="mailto:ivan_senko@ukr.net">ivan_senko@ukr.net</email><xref ref-type="aff" rid="j_vmsta154_aff_001"/>
</contrib>
<aff id="j_vmsta154_aff_001"><institution>Taras Shevchenko National University of Kyiv</institution>, Kyiv, <country>Ukraine</country></aff>
</contrib-group>
<author-notes>
<corresp id="cor1"><label>∗</label>Corresponding author.</corresp>
</author-notes>
<pub-date pub-type="ppub"><year>2020</year></pub-date>
<pub-date pub-type="epub"><day>25</day><month>5</month><year>2020</year></pub-date><volume>7</volume><issue>2</issue><fpage>203</fpage><lpage>219</lpage>
<history>
<date date-type="received"><day>24</day><month>4</month><year>2020</year></date>
<date date-type="rev-recd"><day>4</day><month>5</month><year>2020</year></date>
<date date-type="accepted"><day>6</day><month>5</month><year>2020</year></date>
</history>
<permissions><copyright-statement>© 2020 The Author(s). Published by VTeX</copyright-statement><copyright-year>2020</copyright-year>
<license license-type="open-access" xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
<license-p>Open access article under the <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">CC BY</ext-link> license.</license-p></license></permissions>
<abstract>
<p>A multivariate errors-in-variables (EIV) model with an intercept term, and a polynomial EIV model are considered. Focus is made on a structural homoskedastic case, where vectors of covariates are i.i.d. and measurement errors are i.i.d. as well. The covariates contaminated with errors are normally distributed and the corresponding classical errors are also assumed normal. In both models, it is shown that (inconsistent) ordinary least squares estimators of regression parameters yield an a.s. approximation to the best prediction of response given the values of observable covariates. Thus, not only in the linear EIV, but in the polynomial EIV models as well, consistent estimators of regression parameters are useless in the prediction problem, provided the size and covariance structure of observation errors for the predicted subject do not differ from those in the data used for the model fitting.</p>
</abstract>
<kwd-group>
<label>Keywords</label>
<kwd>Prediction</kwd>
<kwd>multivariate errors-in-variables model</kwd>
<kwd>polynomial errors-in-variables model</kwd>
<kwd>ordinary least squares</kwd>
<kwd>consistent estimator of best prediction</kwd>
<kwd>confidence interval</kwd>
</kwd-group>
<kwd-group kwd-group-type="MSC2010">
<label>2010 MSC</label>
<kwd>62J05</kwd>
<kwd>62J02</kwd>
<kwd>62H12</kwd>
</kwd-group>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="j_vmsta154_s_001">
<label>1</label>
<title>Introduction</title>
<p>We deal with errors-in-variables (EIV) models which are widely used in system identification [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta154_ref_010">10</xref>], epidemiology [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta154_ref_002">2</xref>], econometrics [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta154_ref_012">12</xref>], etc. In such regression models (with unknown parameter <italic>β</italic>), the response variable <italic>y</italic> depends on the covariates <italic>z</italic> and <italic>ξ</italic>, where <italic>z</italic> is observed precisely and <italic>ξ</italic> is observed with error. We consider the <italic>classical</italic> measurement error <italic>δ</italic>, i.e., instead of <italic>ξ</italic> the surrogate data <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_001"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x=\xi +\delta $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is observed; moreover, the model is <italic>structural</italic>, i.e. <italic>z</italic>, <italic>ξ</italic> and <italic>δ</italic> are mutually independent, and we have i.i.d. copies of the model (<inline-formula id="j_vmsta154_ineq_002"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${z_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_003"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\xi _{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_004"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\delta _{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_005"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${x_{i}}={\xi _{i}}+{\delta _{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_006"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${y_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>), <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_007"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$i=1,\dots ,n$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The measurement error can be <italic>nondifferential</italic>, when the distribution of <italic>y</italic> given <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_008"><alternatives>
<mml:math><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\left(\xi ,z,x\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> depends only on <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_009"><alternatives>
<mml:math><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\left(\xi ,z\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and <italic>differential</italic>, otherwise [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta154_ref_002">2</xref>, Section 2.5].</p>
<p>The present paper is devoted to the prediction of the response variable from <italic>ξ</italic> and <italic>z</italic>. Based on the observations (<inline-formula id="j_vmsta154_ineq_010"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${y_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_011"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${z_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_012"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${x_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>), <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_013"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$i=1,\dots ,n$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and given new values <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_014"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${z_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_015"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${x_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of <italic>z</italic> and <italic>x</italic> variables, we want to predict either the new <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_016"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${y_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (this procedure is called <italic>individual prediction</italic>) or the exact relation <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_017"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="" close="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\eta _{0}}=\operatorname{\mathbf{E}}\left[\left.{y_{0}}\right|{z_{0}},{\xi _{0}}\right]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_018"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\xi _{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a new value for <italic>ξ</italic> (this procedure is called <italic>mean prediction</italic>). Both prediction problems are important in econometrics [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta154_ref_005">5</xref>]. The individual prediction is used in the Leave-one-out cross-validation procedure.</p>
<p>The best mean squared error individual predictor is 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_001">
<label>(1)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="" close="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\hat{y}_{0}}=\operatorname{\mathbf{E}}\left[\left.{y_{0}}\right|{z_{0}},{x_{0}}\right]\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and the best mean squared error predictor of <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_019"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\eta _{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_002">
<label>(2)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="" close="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\hat{\eta }_{0}}=\operatorname{\mathbf{E}}\left[\left.{\eta _{0}}\right|{z_{0}},{x_{0}}\right].\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
For the nondifferential measurement error, 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_003">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="|"><mml:mrow><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="" close="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mspace width="2.5pt"/></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="" close="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\hat{\eta }_{0}}=\operatorname{\mathbf{E}}\left[\hspace{2.5pt}\operatorname{\mathbf{E}}\left[\left.{y_{0}}\right|{z_{0}},{\xi _{0}},{x_{0}}\right]\hspace{2.5pt}\right|{z_{0}},{x_{0}}]=\operatorname{\mathbf{E}}\left[\left.{y_{0}}\right|{z_{0}},{x_{0}}\right]={\hat{y}_{0}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and the best mean predictor coincides with the best individual predictor, but this needs not to hold for the differential measurement error.</p>
<p>Both predictors (<xref rid="j_vmsta154_eq_001">1</xref>) and (<xref rid="j_vmsta154_eq_002">2</xref>) are <italic>unfeasible</italic>, because they involve unknown model parameters. Our goal is to construct consistent estimators of the predictors as the sample size <italic>n</italic> grows.</p>
<p>The nonparametric individual prediction under errors in covariates is studied in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta154_ref_007">7</xref>]. Below we consider only parametric models.</p>
<p>For scalar linear EIV models with normally distributed <italic>ξ</italic> and <italic>δ</italic>, it is stated in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta154_ref_004">4</xref>, Section 2.5.1] that the ordinary least squares (OLS) predictor should be used even when dealing with the EIV model. This is quite surprising, since the OLS estimator of <italic>β</italic> is inconsistent due to the attenuation effect [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta154_ref_004">4</xref>]. In fact, there is no surprise that in a <italic>Gaussian</italic> model the linear OLS estimator provides a consistent prediction, since the Gaussian dependence is always linear. In the present paper, we consider a <italic>non-Gaussian</italic> regression model, since the distribution of the observable covariate <italic>z</italic> is not assumed Gaussian; therefore, the consistency of OLS predictions in such a model is a nontrivial feature.</p>
<p>We confirm the assertion, that the OLS estimator yields a suitable prediction under the model validity, for two kinds of EIV models: multivariate linear and polynomial. For this purpose, we just follow the recommendation of [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta154_ref_004">4</xref>, Section 2.6] and analyze the regression of <italic>y</italic> on the observable <italic>z</italic> and <italic>x</italic>. In other nonlinear EIV models, the OLS predictor (contaminated from the initial regression <italic>y</italic> on <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_020"><alternatives>
<mml:math><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\left(z,\xi \right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where we naively substitute <italic>x</italic> for <italic>ξ</italic>) is inconsistent; instead the least-squares predictor can be used from the regression <italic>y</italic> on <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_021"><alternatives>
<mml:math><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\left(z,x\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>The paper is organized as follows. In Sections <xref rid="j_vmsta154_s_002">2</xref> and <xref rid="j_vmsta154_s_007">3</xref>, we state the results on prediction in multivariate linear and polynomial EIV models, respectively. Section <xref rid="j_vmsta154_s_012">4</xref> studies briefly some other nonlinear EIV models, and Section <xref rid="j_vmsta154_s_013">5</xref> concludes.</p>
<p>Through the paper, all vectors are column ones, <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_022"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">E</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\operatorname{\mathbf{E}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> stands for the expectation and acts as an operator on the total product, and <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_023"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">Cov</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\operatorname{\mathbf{Cov}}\left(x\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> denotes the covariance matrix of a random vector <italic>x</italic>. By <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_024"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${I_{p}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> we denote the identity matrix of size <italic>p</italic>. For symmetric matrices <italic>A</italic> and <italic>B</italic> of the same size, <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_025"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$A>B$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_026"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$A\ge B$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> means that <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_027"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$A-B$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is positive definite or positive semidefinite, respectively.</p>
</sec>
<sec id="j_vmsta154_s_002">
<label>2</label>
<title>Prediction in a multivariate linear EIV model</title>
<sec id="j_vmsta154_s_003">
<label>2.1</label>
<title>Model and main assumptions</title>
<p>Consider a multivariate linear EIV model with the intercept term (structural case): <disp-formula-group id="j_vmsta154_dg_001">
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_004">
<label>(3)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}y& =b+{C^{T}}z+{B^{T}}\xi +e+\epsilon ,\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_005">
<label>(4)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}x& =\xi +\delta .\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</disp-formula-group> Here the random vector <italic>y</italic> is the response variable distributed in <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_028"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathbb{R}^{d}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>; the random vector <italic>z</italic> is the observable covariate distributed in <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_029"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathbb{R}^{q}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the random vector <italic>ξ</italic> is the unobservable (latent) covariate distributed in <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_030"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathbb{R}^{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>; <italic>x</italic> is the surrogate data observed instead of <italic>ξ</italic>; <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_031"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$e+\epsilon $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the random error in <italic>y</italic>, <italic>δ</italic> is the measurement error in the latent covariate; <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_032"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mo>×</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$C\in {\mathbb{R}^{q\times d}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_033"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>×</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$B\in {\mathbb{R}^{m\times d}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_034"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$b\in {\mathbb{R}^{d}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> contain unknown regression parameters, where <italic>b</italic> is the intercept term. The random vector <italic>e</italic> models the error in the regression equation, and <italic>ϵ</italic> models the measurement error in <italic>y</italic>; <italic>ϵ</italic> can be correlated with <italic>δ</italic>.</p>
<p>Such models are studied, e.g., in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta154_ref_011">11</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta154_ref_010">10</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta154_ref_009">9</xref>] in relation to system identification problems and numerical linear algebra. We list the model assumptions.</p>
<list>
<list-item id="j_vmsta154_li_001">
<label>(i)</label>
<p>Three vectors <italic>z</italic>, <italic>ξ</italic>, <italic>e</italic> and the augmented measurement error vector <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_035"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\left({\epsilon ^{T}},{\delta ^{T}}\right)^{T}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are independent with finite 2nd moments; the errors <italic>ϵ</italic> and <italic>δ</italic> can be correlated.</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta154_li_002">
<label>(ii)</label>
<p>The covariance matrices <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_036"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">Cov</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\Sigma _{z}}:=\operatorname{\mathbf{Cov}}(z)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_037"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">Cov</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\Sigma _{x}}:=\operatorname{\mathbf{Cov}}(x)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are nonsingular.</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta154_li_003">
<label>(iii)</label>
<p>The errors <italic>e</italic>, <italic>ϵ</italic> and <italic>δ</italic> have zero means.</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta154_li_004">
<label>(iv)</label>
<p>The errors <italic>ϵ</italic>, <italic>δ</italic> and covariate <italic>ξ</italic> are jointly Gaussian.</p>
</list-item>
</list>
<p>Introduce the cross-covariance matrix 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_006">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\Sigma _{\epsilon \delta }}:=\operatorname{\mathbf{E}}\epsilon {\delta ^{T}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
The classical measurement error <italic>δ</italic> is nondifferential if, and only if, <italic>ϵ</italic> and <italic>δ</italic> are independent, i.e. <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_038"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\Sigma _{\epsilon \delta }}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (see Section <xref rid="j_vmsta154_s_001">1</xref> for the definition of the nondifferential error).</p>
<p>We denote also 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_007">
<label>(5)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">Cov</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">Cov</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">Cov</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">Cov</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">block‐diag</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>22</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{l}\displaystyle \mu =\operatorname{\mathbf{E}}x,\hspace{2em}{\Sigma _{\xi }}=\operatorname{\mathbf{Cov}}(\xi ),\hspace{2em}\\ {} \displaystyle {\Sigma _{e}}=\operatorname{\mathbf{Cov}}(e),\hspace{2em}{\Sigma _{\epsilon }}=\operatorname{\mathbf{Cov}}(\epsilon ),\hspace{2em}{\Sigma _{\delta }}=\operatorname{\mathbf{Cov}}(\delta ),\\ {} \displaystyle {\Sigma _{11}}=block‐diag({\Sigma _{\xi }},{\Sigma _{\epsilon }}),\hspace{2em}{\Sigma _{12}}=\left[\substack{{\Sigma _{\xi }}\\ {} {\Sigma _{\epsilon \delta }}}\right],\hspace{2em}{\Sigma _{22}}={\Sigma _{x}}.\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Thus, <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_039"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\Sigma _{11}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a block-diagonal matrix, and sometimes we will use <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_040"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>22</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\Sigma _{22}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for the covariance matrix of <italic>x</italic>.</p>
</sec>
<sec id="j_vmsta154_s_004">
<label>2.2</label>
<title>Regression of <italic>y</italic> on <italic>z</italic> and <italic>x</italic></title><statement id="j_vmsta154_stat_001"><label>Lemma 1.</label>
<p><italic>Assume conditions</italic> <xref rid="j_vmsta154_li_001">(i)</xref> <italic>to</italic> <xref rid="j_vmsta154_li_004">(iv)</xref><italic>.</italic> 
<list>
<list-item id="j_vmsta154_li_005">
<label>(a)</label>
<p><italic>The response variable</italic> (<xref rid="j_vmsta154_eq_004">3</xref>) <italic>can be represented as</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_008">
<label>(6)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ y={b_{x}}+{C^{T}}z+{B_{x}^{T}}x+u,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>where z, x, and u are independent, C remains unchanged compared with</italic> (<xref rid="j_vmsta154_eq_004">3</xref>)<italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_041"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\operatorname{\mathbf{E}}u=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_042"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo stretchy="false">‖</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\operatorname{\mathbf{E}}\| u{\| ^{2}}<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, and</italic> <disp-formula-group id="j_vmsta154_dg_002">
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_009">
<label>(7)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {b_{x}}=b+{B^{T}}{\Sigma _{\delta }}{\Sigma _{x}^{-1}}\mu -{\Sigma _{\epsilon \delta }}{\Sigma _{x}^{-1}}\mu ,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_010">
<label>(8)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {B_{x}^{T}}={B^{T}}{\Sigma _{\xi }}{\Sigma _{x}^{-1}}+{\Sigma _{\epsilon \delta }}{\Sigma _{x}^{-1}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</disp-formula-group></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta154_li_006">
<label>(b)</label>
<p><italic>Assume additionally the following condition:</italic> 
<list>
<list-item id="j_vmsta154_li_007">
<label>(v)</label>
<p><italic>Either</italic> <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_043"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\Sigma _{e}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>or</italic> <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_044"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>22</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\Sigma _{11}}-{\Sigma _{12}}{\Sigma _{22}^{-1}}{\Sigma _{12}^{T}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is positive definite.</italic></p>
</list-item>
</list> 
<italic>Then the error term u in</italic> (<xref rid="j_vmsta154_eq_008">6</xref>) <italic>has a positive definite covariance matrix,</italic> <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_045"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\Sigma _{u}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p>
</list-item>
</list>
</p></statement><statement id="j_vmsta154_stat_002"><label>Proof.</label>
<p>(a) Introduce the jointly Gaussian vectors 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_011">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {x^{(1)}}=\left(\substack{\xi \\ {} \epsilon }\right),\hspace{2em}{x^{(2)}}=x.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
We have 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_012">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">Cov</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">Cov</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>22</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{l}\displaystyle {\mu ^{(1)}}:=\operatorname{\mathbf{E}}{x^{(1)}}=\left(\substack{\mu \\ {} 0}\right),\hspace{2em}{\mu ^{(2)}}:=\operatorname{\mathbf{E}}{x^{(2)}}=\mu ;\\ {} \displaystyle \operatorname{\mathbf{Cov}}\left({x^{(1)}}\right)={\Sigma _{11}},\hspace{2em}\operatorname{\mathbf{Cov}}\left({x^{(2)}}\right)={\Sigma _{22}},\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
which is positive definite by assumption <xref rid="j_vmsta154_li_002">(ii)</xref>, 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_013">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \operatorname{\mathbf{E}}\left[{x^{(1)}}{\left({x^{(2)}}\right)^{T}}\right]={\Sigma _{12}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where the matrices <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_046"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\Sigma _{11}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_047"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\Sigma _{12}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_048"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>22</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\Sigma _{22}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are given in (<xref rid="j_vmsta154_eq_007">5</xref>). Now, according to Theorem 2.5.1 [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta154_ref_001">1</xref>] the conditional distribution of <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_049"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${x^{(1)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> given <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_050"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${x^{(2)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_014">
<label>(9)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="" close="|"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo stretchy="false">∼</mml:mo><mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>22</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>22</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{l}\displaystyle \left[\left.{x^{(1)}}\right|{x^{(2)}}\right]\sim \mathcal{N}\left({\mu _{1|2}},{V_{1|2}}\right),\\ {} \displaystyle {\mu _{1|2}}={\mu _{1|2}}({x^{(2)}})={\mu ^{(1)}}+{\Sigma _{12}}{\Sigma _{22}^{-1}}\left({x^{(2)}}-{\mu ^{(2)}}\right)=\left(\substack{{\Sigma _{\delta }}{\Sigma _{x}^{-1}}\mu +{\Sigma _{\xi }}{\Sigma _{x}^{-1}}x\\ {} {\Sigma _{\epsilon \delta }}{\Sigma _{x}^{-1}}(x-\mu )}\right),\\ {} \displaystyle {V_{1|2}}={\Sigma _{11}}-{\Sigma _{12}}{\Sigma _{22}^{-1}}{\Sigma _{12}^{T}}.\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>Hence <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_051"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({\xi ^{T}},{\epsilon ^{T}})^{T}}-{\mu _{1|2}}(x)=:{({\gamma _{1}^{T}},{\gamma _{2}^{T}})^{T}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is uncorrelated with <italic>x</italic> and has the Gaussian distribution <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_052"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathcal{N}\left(0,{V_{1|2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Therefore, <disp-formula-group id="j_vmsta154_dg_003">
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_015">
<label>(10)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}\xi & ={\Sigma _{\delta }}{\Sigma _{x}^{-1}}\mu +{\Sigma _{\xi }}{\Sigma _{x}^{-1}}x+{\gamma _{1}},\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_016">
<label>(11)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}\epsilon & ={\Sigma _{\epsilon \delta }}{\Sigma _{x}^{-1}}\left(x-\mu \right)+{\gamma _{2}}.\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</disp-formula-group> Substitute (<xref rid="j_vmsta154_eq_015">10</xref>) and (<xref rid="j_vmsta154_eq_016">11</xref>) into (<xref rid="j_vmsta154_eq_004">3</xref>) and obtain the desired relations (<xref rid="j_vmsta154_eq_008">6</xref>)–(<xref rid="j_vmsta154_eq_010">8</xref>) with 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_017">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ u=e+{B^{T}}{\gamma _{1}}+{\gamma _{2}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Here <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_053"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(z,e,x)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and a couple <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_054"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$({\gamma _{1}},{\gamma _{2}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are independent, hence <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_055"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(z,x,u)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are independent as well. This implies the statement (a).</p>
<p>(b) We have 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_018">
<label>(12)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">Cov</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">Cov</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \operatorname{\mathbf{Cov}}(u)={\Sigma _{e}}+\operatorname{\mathbf{Cov}}\left({B^{T}}{\gamma _{1}}+{\gamma _{2}}\right)=:{\Sigma _{u}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
If <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_056"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\Sigma _{e}}>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> then <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_057"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\Sigma _{u}}\ge {\Sigma _{e}}>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, thus, <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_058"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\Sigma _{u}}>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>; and if <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_059"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${V_{1|2}}>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> then <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_060"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">Cov</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\Sigma _{u}}\ge \operatorname{\mathbf{Cov}}\left({B^{T}}{\gamma _{1}}+{\gamma _{2}}\right)>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, thus, <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_061"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\Sigma _{u}}>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. This accomplishes the proof of Lemma <xref rid="j_vmsta154_stat_001">1</xref>.  □</p></statement>
<p>As a particular case take a model with a univariate response and univariate regressor <italic>ξ</italic>. <statement id="j_vmsta154_stat_003"><label>Lemma 2.</label>
<p><italic>Consider the model</italic> (<xref rid="j_vmsta154_eq_004">3</xref>)<italic>,</italic> (<xref rid="j_vmsta154_eq_005">4</xref>) <italic>with</italic> <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_062"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d=m=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. Assume conditions</italic> <xref rid="j_vmsta154_li_001">(i)</xref><italic>,</italic> <xref rid="j_vmsta154_li_003">(iii)</xref><italic>, and</italic> <xref rid="j_vmsta154_li_004">(iv)</xref><italic>. Suppose also that</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_019">
<label>(13)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:mfenced separators="" open="|" close="|"><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">Corr</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\Sigma _{z}}>0,\hspace{2em}{\Sigma _{\epsilon }}>0,\hspace{2em}{\Sigma _{\delta }}>0,\hspace{2em}\left|\operatorname{Corr}(\epsilon ,\delta )\right|<1.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p><italic>Then expressions</italic> (<xref rid="j_vmsta154_eq_008">6</xref>)<italic>–</italic>(<xref rid="j_vmsta154_eq_010">8</xref>) <italic>hold true, where the error term u has a positive variance</italic> <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_063"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\sigma _{u}^{2}}={\Sigma _{u}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p></statement><statement id="j_vmsta154_stat_004"><label>Proof.</label>
<p>First suppose that <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_064"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\Sigma _{\xi }}>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. According to Lemma <xref rid="j_vmsta154_stat_001">1</xref>, it is enough to check that <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_065"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${V_{1|2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> given in (<xref rid="j_vmsta154_eq_014">9</xref>) is positive definite.</p>
<p>A direct computation shows that 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_020">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mtable columnspacing="10.0pt" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {V_{1|2}}=\frac{1}{{\sigma _{x}^{2}}}\left(\begin{array}{c@{\hskip10.0pt}c}{\sigma _{\xi }^{2}}{\sigma _{\delta }^{2}}& -{\sigma _{\xi }^{2}}{\sigma _{\epsilon \delta }}\\ {} -{\sigma _{\xi }^{2}}{\sigma _{\epsilon \delta }}& {\sigma _{\epsilon }^{2}}{\sigma _{x}^{2}}-{\sigma _{\epsilon \delta }^{2}}\end{array}\right)=:\frac{V}{{\sigma _{x}^{2}}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Here in the scalar case we write <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_066"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\sigma _{\xi }^{2}}={\Sigma _{\xi }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_067"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\sigma _{\delta }^{2}}={\Sigma _{\delta }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_068"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\sigma _{\epsilon \delta }}={\Sigma _{\epsilon \delta }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, etc. The matrix <italic>V</italic> is positive definite, because <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_069"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\sigma _{\xi }^{2}}{\sigma _{\delta }^{2}}>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_021">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo movablelimits="false">det</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \det V={\sigma _{\delta }^{2}}{\sigma _{x}^{2}}\left({\sigma _{\epsilon }^{2}}{\sigma _{\delta }^{2}}-{\sigma _{\epsilon \delta }^{2}}\right)>0\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
due to condition (<xref rid="j_vmsta154_eq_019">13</xref>).</p>
<p>Now, suppose that <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_070"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\Sigma _{\xi }}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_071"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\xi =\mu $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> almost surely. With some computations, it can be shown that <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_072"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u=e+\epsilon -{\sigma _{\epsilon \delta }}{\sigma _{\delta }^{-2}}\delta $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> almost surely, whence <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_073"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\sigma _{u}^{2}}={\sigma _{e}^{2}}+{\sigma _{\epsilon }^{2}}-{\sigma _{\epsilon \delta }^{2}}{\sigma _{\delta }^{-2}}>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Lemma <xref rid="j_vmsta154_stat_003">2</xref> is proved.  □</p></statement></p>
</sec>
<sec id="j_vmsta154_s_005">
<label>2.3</label>
<title>Individual prediction</title>
<p>Now, consider independent copies of the multivariate model (<xref rid="j_vmsta154_eq_004">3</xref>), (<xref rid="j_vmsta154_eq_005">4</xref>): 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_022">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \left({y_{i}},{z_{i}},{\xi _{i}},{e_{i}},{\epsilon _{i}},{x_{i}},{\delta _{i}}\right),\hspace{1em}i=1,\dots ,n.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Based on the observations 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_023">
<label>(14)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \left({y_{i}},{z_{i}},{x_{i}}\right),\hspace{1em}i=1,\dots ,n,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and for given <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_074"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${z_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_075"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${x_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we want to estimate the individual predictor <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_076"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\hat{y}_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> presented in (<xref rid="j_vmsta154_eq_001">1</xref>) and the mean predictor <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_077"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\hat{\eta }_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> presented in (<xref rid="j_vmsta154_eq_002">2</xref>).</p>
<p>Assume conditions <xref rid="j_vmsta154_li_001">(i)</xref> to <xref rid="j_vmsta154_li_004">(iv)</xref> and suppose that all model parameters are unknown. Lemma <xref rid="j_vmsta154_stat_001">1</xref> implies the expansion (<xref rid="j_vmsta154_eq_008">6</xref>) with <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_078"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\operatorname{\mathbf{E}}u=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. All the underlying random vectors have finite 2nd moments, hence 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_024">
<label>(15)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\hat{y}_{0}}:={b_{x}}+{C^{T}}{z_{0}}+{B_{x}^{T}}{x_{0}}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
is the best mean squared error predictor of <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_079"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${y_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Since it is unfeasible, we have to estimate the coefficients <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_080"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${b_{x}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <italic>C</italic> and <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_081"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${B_{x}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> using the sample (<xref rid="j_vmsta154_eq_023">14</xref>). The OLS estimator <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_082"><alternatives>
<mml:math><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\left({\hat{b}_{x}},\hat{C},{\hat{B}_{x}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> minimizes the penalty function 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_025">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">Q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="‖" close="‖"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mo>×</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>×</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ Q(b,C,B):={\sum \limits_{i=1}^{n}}{\left\| {y_{i}}-b-{C^{T}}{z_{i}}-{B^{T}}{x_{i}}\right\| ^{2}},\hspace{1em}b\in \mathbb{R},\hspace{2.5pt}C\in {\mathbb{R}^{q\times d}},\hspace{2.5pt}B\in {\mathbb{R}^{m\times d}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>Let bar denote the average over <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_083"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$i=1,\dots ,n$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, e.g., 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_026">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \bar{y}=\frac{1}{n}{\sum \limits_{i=1}^{n}}{y_{i}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_084"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${S_{uv}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> denote the sample covariance matrix of <italic>u</italic> and <italic>v</italic> variables, e.g., 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_027">
<label>(16)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {S_{xy}}=\frac{1}{n}{\sum \limits_{i=1}^{n}}\left({x_{i}}-\bar{x}\right){\left({y_{i}}-\bar{y}\right)^{T}},\hspace{2em}{S_{xx}}=\frac{1}{n}{\sum \limits_{i=1}^{n}}\left({x_{i}}-\bar{x}\right){\left({x_{i}}-\bar{x}\right)^{T}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
etc. The OLS estimator can be computed from the relations [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta154_ref_011">11</xref>] <disp-formula-group id="j_vmsta154_dg_004">
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_028">
<label>(17)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \bar{y}={\hat{b}_{x}}+{\hat{C}^{T}}\bar{z}+{\hat{B}_{x}^{T}}\bar{x},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_029">
<label>(18)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \left(\substack{\hat{C}\\ {} {\hat{B}_{x}}}\right)={S_{rr}^{+}}{S_{ry}},\hspace{2em}r:=\left(\substack{z\\ {} x}\right).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</disp-formula-group> Hereafter <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_085"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${A^{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the pseudo-inverse of a square matrix <italic>A</italic>; see the properties of <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_086"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${A^{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta154_ref_008">8</xref>]. The corresponding OLS predictor is 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_030">
<label>(19)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\tilde{y}_{0}}:={\hat{b}_{x}}+{\hat{C}^{T}}{z_{0}}+{\hat{B}_{x}^{T}}{x_{0}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p><statement id="j_vmsta154_stat_005"><label>Theorem 1.</label>
<p><italic>Assume conditions</italic> <xref rid="j_vmsta154_li_001">(i)</xref> <italic>to</italic> <xref rid="j_vmsta154_li_004">(iv)</xref><italic>. Then</italic> <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_087"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\tilde{y}_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>presented in</italic> (<xref rid="j_vmsta154_eq_030">19</xref>) <italic>is a strongly consistent estimator of the best predictor</italic> <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_088"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\hat{y}_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, i.e.</italic> <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_089"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mtext mathvariant="italic">a.s. as</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\tilde{y}_{0}}\to {\hat{y}_{0}}\hspace{2.5pt}\textit{a.s. as}\hspace{2.5pt}n$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>tends to infinity. Moreover,</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_031">
<label>(20)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>∀</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="" close=")"><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="‖" close="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">‖</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext mathvariant="italic">a.s. as</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \forall \tau >0,\hspace{1em}\operatorname{\mathbf{P}}(\left.\left\| {\tilde{y}_{0}}-{\hat{y}_{0}}\| >\tau \right|{z_{0}},{x_{0}}\right)\to 0\hspace{1em}\textit{a.s. as}\hspace{2.5pt}n\to \infty .\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement><statement id="j_vmsta154_stat_006"><label>Proof.</label>
<p>By Strong Law of Large Numbers we have a.s. as <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_090"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\to \infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>: 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_032">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">block‐diag</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">Cov</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">Cov</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>·</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>·</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>·</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>·</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{l}\displaystyle {S_{rr}}\to block‐diag\left({\Sigma _{z}},{\Sigma _{x}}\right)>0,\\ {} \displaystyle {S_{ry}}\to \left(\substack{\operatorname{\mathbf{Cov}}\left(z,y\right)\\ {} \operatorname{\mathbf{Cov}}\left(x,y\right)}\right)=\left(\substack{{\Sigma _{z}}\cdot C\\ {} {\Sigma _{x}}\cdot {B_{x}}}\right),\\ {} \displaystyle \left(\substack{\hat{C}\\ {} {\hat{B}_{x}}}\right)\to \left(\substack{{\Sigma _{z}^{-1}}{\Sigma _{z}}\cdot C\\ {} {\Sigma _{x}^{-1}}{\Sigma _{x}}\cdot {B_{x}}}\right)=\left(\substack{C\\ {} {B_{x}}}\right).\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
This convergence, relation (<xref rid="j_vmsta154_eq_028">17</xref>) and the a.s. convergence of the sample means imply that <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_091"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mtext>a.s.</mml:mtext></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\hat{b}_{x}}\to {b_{x}}\hspace{2.5pt}\text{a.s.}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> Now, both statements of Theorem <xref rid="j_vmsta154_stat_005">1</xref> follow from (<xref rid="j_vmsta154_eq_030">19</xref>) and (<xref rid="j_vmsta154_eq_024">15</xref>).  □</p></statement>
<p>It is interesting to construct an asymptotic confidence region for the response <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_092"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${y_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> based on the OLS predictor. Assume <xref rid="j_vmsta154_li_001">(i)</xref> to <xref rid="j_vmsta154_li_004">(iv)</xref>. It holds 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_033">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">Cov</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="" close="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">Cov</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \operatorname{\mathbf{Cov}}\left(\left.{y_{0}}-{\hat{y}_{0}}\right|{z_{0}},{x_{0}}\right)=\operatorname{\mathbf{Cov}}({u_{0}})={\Sigma _{u}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
see (<xref rid="j_vmsta154_eq_018">12</xref>). Introduce the estimator 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_034">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\hat{\Sigma }_{u}}=\frac{1}{n}{\sum \limits_{i=1}^{n}}\left({y_{i}}-{\hat{b}_{x}}-{\hat{C}^{T}}{z_{i}}-{\hat{B}_{x}^{T}}{x_{i}}\right){\left({y_{i}}-{\hat{b}_{x}}-{\hat{C}^{T}}{z_{i}}-{\hat{B}_{x}^{T}}{x_{i}}\right)^{T}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<statement id="j_vmsta154_stat_007"><label>Theorem 2.</label>
<p><italic>Suppose that conditions</italic> <xref rid="j_vmsta154_li_001">(i)</xref> <italic>to</italic> <xref rid="j_vmsta154_li_004">(iv)</xref> <italic>hold. Fix the confidence probability</italic> <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_093"><alternatives>
<mml:math><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$1-\alpha $]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic> 
<list>
<list-item id="j_vmsta154_li_008">
<label>(a)</label>
<p><italic>Assume additionally</italic> <xref rid="j_vmsta154_li_007">(v)</xref> <italic>and define</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_035">
<label>(21)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="{" close="}"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>:</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="‖" close="‖"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mspace width="-0.1667em"/><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">h</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {E_{\alpha }}=\left\{h\in {\mathbb{R}^{d}}:{\left\| {\left({\hat{\Sigma }_{u}^{+}}\right)^{1\hspace{-0.1667em}/2}}\left(h-{\tilde{y}_{0}}\right)\right\| ^{2}}\le \frac{d}{\alpha }\right\}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>Then</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_036">
<label>(22)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim inf</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="" close="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{n\to \infty }{\liminf }\operatorname{\mathbf{P}}\left(\left.{y_{0}}\in {E_{\alpha }}\right|{z_{0}},{x_{0}}\right)\ge 1-\alpha .\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta154_li_009">
<label>(b)</label>
<p><italic>Let the model</italic> (<xref rid="j_vmsta154_eq_004">3</xref>)<italic>–</italic>(<xref rid="j_vmsta154_eq_005">4</xref>) <italic>be purely normal, i.e. z is normally distributed and</italic> <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_094"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$e=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. Assume additionally that the matrix</italic> (<xref rid="j_vmsta154_eq_014">9</xref>) <italic>is nonsingular. Define</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_037">
<label>(23)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="{" close="}"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>:</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="‖" close="‖"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mspace width="-0.1667em"/><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">h</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">χ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {D_{\alpha }}=\left\{h\in {\mathbb{R}^{d}}:{\left\| {\left({\hat{\Sigma }_{u}^{+}}\right)^{1\hspace{-0.1667em}/2}}\left(h-{\tilde{y}_{0}}\right)\right\| ^{2}}\le {\chi _{d\alpha }^{2}}\right\},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>where</italic> <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_095"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">χ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\chi _{d\alpha }^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is an upper α-quantile of</italic> <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_096"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">χ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\chi _{d}^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>distribution, i.e.</italic> <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_097"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">χ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">χ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\operatorname{\mathbf{P}}\left({\chi _{d}^{2}}>{\chi _{d\alpha }^{2}}\right)=\alpha $]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. Then</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_038">
<label>(24)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="" close="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{n\to \infty }{\lim }\operatorname{\mathbf{P}}\left(\left.{y_{0}}\in {D_{\alpha }}\right|{z_{0}},{x_{0}}\right)=1-\alpha .\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
</list-item>
</list>
</p></statement><statement id="j_vmsta154_stat_008"><label>Proof.</label>
<p>If <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_098"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${b_{x}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <italic>C</italic>, and <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_099"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${B_{x}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> were known, then we could approximate <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_100"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\Sigma _{u}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as follows: 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_039">
<label>(25)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext>a.s. as</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{l}\displaystyle \frac{1}{n}{\sum \limits_{i=1}^{n}}{u_{i}}{u_{i}^{T}}\to {\Sigma _{u}}\hspace{1em}\text{a.s. as}\hspace{2.5pt}n\to \infty ,\\ {} \displaystyle {u_{i}}:={y_{i}}-{b_{x}}-{C^{T}}{z_{i}}-{B_{x}^{T}}{x_{i}}.\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Since <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_101"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${u_{i}}{u_{i}^{T}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a quadratic function of the coefficients <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_102"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${b_{x}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <italic>C</italic>, <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_103"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${B_{x}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and the OLS estimators of those coefficients are strongly consistent, the convergence (<xref rid="j_vmsta154_eq_039">25</xref>) remains valid if we replace all <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_104"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${u_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with the residuals 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_040">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\hat{u}_{i}}:={y_{i}}-{\hat{b}_{x}}-{C^{T}}{z_{i}}-{\hat{B}_{x}^{T}}{x_{i}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Hence 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_041">
<label>(26)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext>a.s. as</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\hat{\Sigma }_{u}}\to {\Sigma _{u}}\hspace{1em}\text{a.s. as}\hspace{2.5pt}n\to \infty .\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>(a) Under <xref rid="j_vmsta154_li_007">(v)</xref>, <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_105"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\Sigma _{u}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is nonsingular by Lemma <xref rid="j_vmsta154_stat_001">1</xref>(b). It holds 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_042">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="" close="|"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="‖" close="‖"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mspace width="-0.1667em"/><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="‖" close="‖"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mspace width="-0.1667em"/><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>·</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \operatorname{\mathbf{P}}\left(\left.{\left\| {\Sigma _{u}^{-1\hspace{-0.1667em}/2}}\left({y_{0}}-{\hat{y}_{0}}\right)\right\| ^{2}}>\frac{d}{\alpha }\right|{z_{0}},{x_{0}}\right)\le \alpha \frac{\operatorname{\mathbf{E}}{\left\| {\Sigma _{u}^{-1\hspace{-0.1667em}/2}}\cdot u\right\| ^{2}}}{d}=\alpha .\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Since the relations (<xref rid="j_vmsta154_eq_031">20</xref>) and (<xref rid="j_vmsta154_eq_041">26</xref>) hold true, the relations (<xref rid="j_vmsta154_eq_036">22</xref>), (<xref rid="j_vmsta154_eq_035">21</xref>) follow.</p>
<p>(b) Again, in this purely normal model the matrix <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_106"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\Sigma _{u}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is nonsingular; conditional on <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_107"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${z_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_108"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${x_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the difference <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_109"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${y_{0}}-{\hat{y}_{0}}={u_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has the normal distribution <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_110"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathcal{N}\left(0,{\Sigma _{u}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_043">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="" close="|"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="‖" close="‖"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mspace width="-0.1667em"/><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">χ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \operatorname{\mathbf{P}}\left(\left.{\left\| {\Sigma _{u}^{-1\hspace{-0.1667em}/2}}\left({y_{0}}-{\hat{y}_{0}}\right)\right\| ^{2}}>{\chi _{d\alpha }^{2}}\right|{z_{0}},{x_{0}}\right)=\alpha .\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Since the relations (<xref rid="j_vmsta154_eq_041">26</xref>) and (<xref rid="j_vmsta154_eq_031">20</xref>) hold true, the relations (<xref rid="j_vmsta154_eq_038">24</xref>), (<xref rid="j_vmsta154_eq_037">23</xref>) follow.  □</p></statement><statement id="j_vmsta154_stat_009"><label>Remark 1.</label>
<p><italic>For the univariate model with</italic> <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_111"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo>=</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo>=</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d\hspace{0.1667em}=\hspace{0.1667em}m\hspace{0.1667em}=\hspace{0.1667em}1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, assume the conditions of Lemma</italic> <xref rid="j_vmsta154_stat_003"><italic>2</italic></xref><italic>. Then relations</italic> (<xref rid="j_vmsta154_eq_036">22</xref>)<italic>,</italic> (<xref rid="j_vmsta154_eq_035">21</xref>) <italic>hold true. If additionally</italic> <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_112"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$z=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_113"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$e=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>then relations</italic> (<xref rid="j_vmsta154_eq_038">24</xref>) <italic>and</italic> (<xref rid="j_vmsta154_eq_037">23</xref>) <italic>are valid.</italic></p></statement></p>
</sec>
<sec id="j_vmsta154_s_006">
<label>2.4</label>
<title>Mean prediction</title>
<p>Still consider the model (<xref rid="j_vmsta154_eq_004">3</xref>), (<xref rid="j_vmsta154_eq_005">4</xref>) under conditions <xref rid="j_vmsta154_li_001">(i)</xref> to <xref rid="j_vmsta154_li_004">(iv)</xref>. We want to estimate the mean predictor <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_114"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\hat{\eta }_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> presented in (<xref rid="j_vmsta154_eq_002">2</xref>). We have 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_044">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="" close="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="" close="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="" close="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{l}\displaystyle {\hat{\eta }_{0}}={\hat{y}_{0}}-\operatorname{\mathbf{E}}\left[\left.{e_{0}}\right|{z_{0}},{x_{0}}\right]-\operatorname{\mathbf{E}}\left[\left.{\epsilon _{0}}\right|{z_{0}},{x_{0}}\right],\\ {} \displaystyle \operatorname{\mathbf{E}}\left[\left.{e_{0}}\right|{z_{0}},{x_{0}}\right]=\operatorname{\mathbf{E}}{e_{0}}=0,\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and by (<xref rid="j_vmsta154_eq_016">11</xref>), 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_045">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="" close="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="" close="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \operatorname{\mathbf{E}}\left[\left.{\epsilon _{0}}\right|{z_{0}},{x_{0}}\right]=\operatorname{\mathbf{E}}\left[\left.{\epsilon _{0}}\right|{x_{0}}\right]={\Sigma _{\epsilon \delta }}{\Sigma _{x}^{-1}}\left({x_{0}}-\mu \right).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Thus, 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_046">
<label>(27)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\hat{\eta }_{0}}={\hat{y}_{0}}-{\Sigma _{\epsilon \delta }}{\Sigma _{x}^{-1}}\left({x_{0}}-\mu \right).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>Based on observations (<xref rid="j_vmsta154_eq_023">14</xref>), strongly consistent and unbiased estimators of <italic>μ</italic> and <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_115"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\Sigma _{x}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are as follows: <disp-formula-group id="j_vmsta154_dg_005">
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_047">
<label>(28)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \hat{\mu }=\bar{x}=\frac{1}{n}{\sum \limits_{i=1}^{n}}{x_{i}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_048">
<label>(29)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\hat{\Sigma }_{x}}=\frac{1}{n-1}{\sum \limits_{i=1}^{n}}\left({x_{i}}-\bar{x}\right){\left({x_{i}}-\bar{x}\right)^{T}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</disp-formula-group></p><statement id="j_vmsta154_stat_010"><label>Theorem 3.</label>
<p><italic>Assume conditions</italic> <xref rid="j_vmsta154_li_001">(i)</xref> <italic>to</italic> <xref rid="j_vmsta154_li_004">(iv)</xref> <italic>and suppose that</italic> <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_116"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\Sigma _{\epsilon \delta }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is the only model parameter which is known. Consider the estimators</italic> (<xref rid="j_vmsta154_eq_030">19</xref>)<italic>,</italic> (<xref rid="j_vmsta154_eq_047">28</xref>)<italic>, and</italic> (<xref rid="j_vmsta154_eq_048">29</xref>)<italic>. Then</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_049">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\tilde{\eta }_{0}}:={\tilde{y}_{0}}-{\Sigma _{\epsilon \delta }}{\hat{\Sigma }_{x}^{-1}}\left({x_{0}}-\hat{\mu }\right)\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>is a strongly consistent estimator of the mean predictor</italic> (<xref rid="j_vmsta154_eq_002">2</xref>)<italic>, and moreover</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_050">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>∀</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="" close="|"><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="‖" close="‖"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext mathvariant="italic">a.s. as</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \forall \tau >0,\hspace{1em}\operatorname{\mathbf{P}}\left(\left.\left\| {\tilde{\eta }_{0}}-{\hat{\eta }_{0}}\right\| >\tau \right|{z_{0}},{x_{0}}\right)\to 0\hspace{1em}\textit{a.s. as}\hspace{2.5pt}n\to \infty .\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement><statement id="j_vmsta154_stat_011"><label>Proof.</label>
<p>The statement follows from relation (<xref rid="j_vmsta154_eq_046">27</xref>), Theorem <xref rid="j_vmsta154_stat_007">2</xref>, and the strong consistency of the estimators <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_117"><alternatives>
<mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\hat{\mu }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_118"><alternatives>
<mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\hat{{\Sigma _{x}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.  □</p></statement>
<p>Notice that more model parameters should be known in order to construct a confidence region for <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_119"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\eta _{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> around <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_120"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\tilde{\eta }_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="j_vmsta154_s_007">
<label>3</label>
<title>Prediction in a polynomial EIV model</title>
<sec id="j_vmsta154_s_008">
<label>3.1</label>
<title>Model and main assumptions</title>
<p>For a fixed and known <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_121"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$k\ge 2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, consider a polynomial EIV model (structural case): <disp-formula-group id="j_vmsta154_dg_006">
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_051">
<label>(30)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ y={c^{T}}z+{\beta _{0}}+{\beta ^{T}}{\left(\xi ,{\xi ^{2}},\dots ,{\xi ^{k}}\right)^{T}}+e+\epsilon ,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_052">
<label>(31)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ x=\xi +\delta .\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</disp-formula-group> Here the random variable (r.v.) <italic>y</italic> is the response variable; the random vector <italic>z</italic> is the observable covariate distributed in <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_122"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathbb{R}^{q}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, r.v. <italic>ξ</italic> is the unobservable covariate; <italic>x</italic> is the surrogate data observed instead of <italic>ξ</italic>; <italic>e</italic> is the random error in the equation, <italic>ϵ</italic> and <italic>δ</italic> are the measurement errors in the response and in the latent covariate; <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_123"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$c\in {\mathbb{R}^{q}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_124"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\beta _{0}}\in \mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_125"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\beta ={\left({\beta _{1}},\dots ,{\beta _{k}}\right)^{T}}\in {\mathbb{R}^{k}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> contain unknown regression parameters; <italic>ϵ</italic> and <italic>δ</italic> can be correlated.</p>
<p>Such models are studied, e.g., in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta154_ref_003">3</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta154_ref_006">6</xref>] and applied, for instance, in econometrics. Let us introduce the model assumptions.</p>
<list>
<list-item id="j_vmsta154_li_010">
<label>(a)</label>
<p>The random variables <italic>ξ</italic>, <italic>e</italic> and random vectors <italic>z</italic>, <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_126"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\left(\epsilon ,\delta \right)^{T}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are independent, with finite 2nd moments; the random variables <italic>ϵ</italic> and <italic>δ</italic> can be correlated.</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta154_li_011">
<label>(b)</label>
<p>The covariance matrix <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_127"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">Cov</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\Sigma _{z}}:=\operatorname{\mathbf{Cov}}(z)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is nonsingular, and <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_128"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">Var</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\sigma _{x}^{2}}:=\operatorname{\mathbf{Var}}(x)>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta154_li_012">
<label>(c)</label>
<p>The errors <italic>e</italic>, <italic>ϵ</italic> and <italic>δ</italic> have zero mean.</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta154_li_013">
<label>(d)</label>
<p>The errors <italic>ϵ</italic>, <italic>δ</italic> and <italic>ξ</italic> are jointly Gaussian.</p>
</list-item>
</list>
<p>We see that assumptions <xref rid="j_vmsta154_li_010">(a)</xref> to <xref rid="j_vmsta154_li_013">(d)</xref> are similar to conditions <xref rid="j_vmsta154_li_001">(i)</xref> to <xref rid="j_vmsta154_li_004">(iv)</xref> imposed on the multivariate linear model, but now the response and latent covariate are real valued.</p>
</sec>
<sec id="j_vmsta154_s_009">
<label>3.2</label>
<title>Regression <italic>y</italic> on <italic>z</italic> and <italic>x</italic></title>
<p>Let us denote 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_053">
<label>(32)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">Var</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">Var</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">Var</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\sigma _{\epsilon \delta }}=\operatorname{\mathbf{E}}\epsilon \delta ,\hspace{2em}\mu =\operatorname{\mathbf{E}}x,\hspace{2em}{\sigma _{\xi }^{2}}=\operatorname{\mathbf{Var}}(\xi ),\hspace{2em}{\sigma _{e}^{2}}=\operatorname{\mathbf{Var}}(e),\hspace{2em}{\sigma _{\delta }^{2}}=\operatorname{\mathbf{Var}}(\delta ).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<statement id="j_vmsta154_stat_012"><label>Lemma 3.</label>
<p><italic>Assume conditions</italic> <xref rid="j_vmsta154_li_010">(a)</xref> <italic>to</italic> <xref rid="j_vmsta154_li_013">(d)</xref><italic>. Then the response variable</italic> (<xref rid="j_vmsta154_eq_051">30</xref>) <italic>admits the representation</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_054">
<label>(33)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ y={c^{T}}z+{\beta _{0x}}+{\beta _{x}^{T}}{\left(x,{x^{2}},\dots ,{x^{k}}\right)^{T}}+u,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>where z and</italic> <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_129"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${(x,u)^{T}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>are independent, the vector c remains unchanged compared with</italic> (<xref rid="j_vmsta154_eq_051">30</xref>)<italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_130"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="" close="|"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\operatorname{\mathbf{E}}\left[\left.u\right|x\right]=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_131"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="" close="|"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\operatorname{\mathbf{E}}\left[\left.{u^{2}}\right|x\right]<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, and</italic> <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_132"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\beta _{0x}}\in \mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_133"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\beta _{x}}\in {\mathbb{R}^{k}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>are transformed (nonrandom) parameters of the polynomial regression.</italic></p></statement><statement id="j_vmsta154_stat_013"><label>Proof.</label>
<p>In the new notation, we have from (<xref rid="j_vmsta154_eq_015">10</xref>) and (<xref rid="j_vmsta154_eq_016">11</xref>): <disp-formula-group id="j_vmsta154_dg_007">
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_055">
<label>(34)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \xi ={\sigma _{\delta }^{2}}{\sigma _{x}^{-2}}\mu +{\sigma _{\xi }^{2}}{\sigma _{x}^{-2}}x+{\gamma _{1}}=:a+Kx+{\gamma _{1}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_056">
<label>(35)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \epsilon ={\sigma _{\epsilon \delta }}{\sigma _{x}^{-2}}(x-\mu )+{\gamma _{2}}=:b+fx+{\gamma _{2}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</disp-formula-group> where <italic>z</italic>, <italic>x</italic> and <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_134"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({\gamma _{1}},{\gamma _{2}})^{T}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are independent, and <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_135"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({\gamma _{1}},{\gamma _{2}})^{T}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has the Gaussian distribution <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_136"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathcal{N}\left(0,{V_{1|2}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Now, substitute (<xref rid="j_vmsta154_eq_055">34</xref>) and (<xref rid="j_vmsta154_eq_056">35</xref>) into (<xref rid="j_vmsta154_eq_051">30</xref>) and get <disp-formula-group id="j_vmsta154_dg_008">
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_057">
<label>(36)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mfrac linethickness="0.0pt"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mfenced><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="" close="|"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{l}\displaystyle y={c^{T}}z+{\beta _{0}}+{\sum \limits_{j=1}^{k}}{\beta _{j}}{(a+Kx+{\gamma _{1}})^{j}}+b+fx+e+{\gamma _{2}},\\ {} \displaystyle y={c^{T}}z+{\beta _{0}}+{\sum \limits_{j=1}^{k}}{\beta _{j}}{\sum \limits_{p=0}^{j}}\left(\genfrac{}{}{0.0pt}{}{j}{p}\right){(a+Kx)^{j-p}}\operatorname{\mathbf{E}}\left[\left.{\gamma _{1}^{p}}\right|x\right]+b+fx+u,\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_058">
<label>(37)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mfrac linethickness="0.0pt"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mfenced><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="" close="|"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ u=e+{\gamma _{2}}+{\sum \limits_{j=1}^{k}}{\beta _{j}}{\sum \limits_{p=1}^{j}}\left(\genfrac{}{}{0.0pt}{}{j}{p}\right){(a+Kx)^{j-p}}\left({\gamma _{1}^{p}}-\operatorname{\mathbf{E}}\left[\left.{\gamma _{1}^{p}}\right|x\right]\right).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</disp-formula-group> It holds <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_137"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="" close="|"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\operatorname{\mathbf{E}}\left[\left.u\right|x\right]=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_138"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="" close="|"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\operatorname{\mathbf{E}}\left[\left.{u^{2}}\right|x\right]<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and relations (<xref rid="j_vmsta154_eq_057">36</xref>)–(<xref rid="j_vmsta154_eq_058">37</xref>) imply the statement.  □</p></statement></p>
</sec>
<sec id="j_vmsta154_s_010">
<label>3.3</label>
<title>Individual and mean prediction</title>
<p>We consider independent copies of the polynomial model (<xref rid="j_vmsta154_eq_051">30</xref>)–(<xref rid="j_vmsta154_eq_052">31</xref>): 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_059">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \left({y_{i}},{z_{i}},{\xi _{i}},{e_{i}},{\epsilon _{i}},{x_{i}},{\delta _{i}}\right),\hspace{1em}i=1,\dots ,n.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Based on observations (<xref rid="j_vmsta154_eq_023">14</xref>) and for given <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_139"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${z_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_140"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${x_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we want to estimate the individual predictor <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_141"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\hat{y}_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and the mean predictor <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_142"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\hat{\eta }_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for the polynomial model.</p>
<p>Assume conditions <xref rid="j_vmsta154_li_010">(a)</xref> to <xref rid="j_vmsta154_li_013">(d)</xref> and suppose that all model parameters are unknown. Lemma <xref rid="j_vmsta154_stat_012">3</xref> implies the expansion (<xref rid="j_vmsta154_eq_054">33</xref>) with <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_143"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\operatorname{\mathbf{E}}\left[u|x,z\right]=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. All the underlying r.v.’s and the random vector <italic>z</italic> have finite 2nd moments, hence 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_060">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\hat{y}_{0}}:={c^{T}}{z_{0}}+{\beta _{0x}}+{\beta _{x}^{T}}{\left({x_{0}},{x_{0}^{2}},\dots ,{x_{0}^{k}}\right)^{T}}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
is the best mean squared error predictor of <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_144"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${y_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. We estimate the coefficients <italic>c</italic>, <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_145"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\beta _{0x}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_146"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\beta _{x}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> using the sample (<xref rid="j_vmsta154_eq_023">14</xref>) from the polynomial model. The OLS estimator minimizes the penalty function 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_061">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">Q</mml:mi><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ Q\left(c,{\beta _{0}},\beta \right):={\sum \limits_{i=1}^{n}}{\left({y_{i}}-{c^{T}}{z_{i}}-{\beta _{0}}-{\beta ^{T}}{\left({x_{i}},{x_{i}^{2}},\dots ,{x_{i}^{k}}\right)^{T}}\right)^{2}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<inline-formula id="j_vmsta154_ineq_147"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$c\in {\mathbb{R}^{q}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_148"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\beta _{0}}\in \mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_149"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\beta \in {\mathbb{R}^{k}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The OLS estimator can be computed by relations similar to (<xref rid="j_vmsta154_eq_028">17</xref>)–(<xref rid="j_vmsta154_eq_029">18</xref>): 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_062">
<label>(38)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{l}\displaystyle \bar{y}={\hat{c}^{T}}\bar{z}+{\hat{\beta }_{0x}}+{\hat{\beta }_{x}^{T}}{\left(\overline{x},\overline{{x^{2}}},\dots ,\overline{{x^{k}}}\right)^{T}},\\ {} \displaystyle \left(\substack{\hat{c}\\ {} {\hat{\beta }_{x}}}\right)={S_{rr}^{+}}{S_{ry}},\hspace{1em}r:={({z^{T}},x,\dots ,{x^{k}})^{T}};\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
the sample covariance matrices <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_150"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${S_{rr}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_151"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${S_{ry}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are defined in (<xref rid="j_vmsta154_eq_027">16</xref>). The corresponding OLS predictor is 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_063">
<label>(39)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\tilde{y}_{0}}:={\hat{c}^{T}}{z_{0}}+{\hat{\beta }_{0x}}+{\hat{\beta }_{x}^{T}}{\left({x_{0}},{x_{0}^{2}},\dots ,{x_{0}^{k}}\right)^{T}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p><statement id="j_vmsta154_stat_014"><label>Theorem 4.</label>
<p><italic>Assume conditions</italic> <xref rid="j_vmsta154_li_010">(a)</xref> <italic>to</italic> <xref rid="j_vmsta154_li_013">(d)</xref><italic>. Then</italic> <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_152"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\tilde{y}_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>presented in</italic> (<xref rid="j_vmsta154_eq_063">39</xref>) <italic>is a strongly consistent estimator of the individual predictor</italic> <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_153"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\hat{y}_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. Moreover,</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_064">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>∀</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.2778em"/><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="" close="|"><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="‖" close="‖"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext mathvariant="italic">a.s. as</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \forall \tau >0,\hspace{0.2778em}\operatorname{\mathbf{P}}\left(\left.\left\| {\tilde{y}_{0}}-{\hat{y}_{0}}\right\| >\tau \right|{z_{0}},{x_{0}}\right)\to 0\hspace{1em}\textit{a.s. as}\hspace{2.5pt}n\to \infty .\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement><statement id="j_vmsta154_stat_015"><label>Proof.</label>
<p>Following the lines of the proof of Theorem <xref rid="j_vmsta154_stat_007">2</xref>, it is enough to check the strong consistency of the estimators <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_154"><alternatives>
<mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\hat{c}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_155"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\hat{\beta }_{x}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. We have a.s. as <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_156"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\to \infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>: <disp-formula-group id="j_vmsta154_dg_009">
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_065">
<label>(40)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">Cov</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">block‐diag</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">D</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">Cov</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">…</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {S_{rr}}\to \operatorname{\mathbf{Cov}}(r)=block‐diag\left({\Sigma _{z}},D\right),\hspace{1em}D:=\operatorname{\mathbf{Cov}}(x,{x^{2}},\dots {x^{k}}),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_066">
<label>(41)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">Cov</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>·</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mi mathvariant="italic">D</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {S_{ry}}\to \operatorname{\mathbf{Cov}}(r,y)=\left(\substack{{\Sigma _{z}}\cdot c\\ {} D{\beta _{x}}}\right).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</disp-formula-group> By conditions <xref rid="j_vmsta154_li_011">(b)</xref> and <xref rid="j_vmsta154_li_013">(d)</xref>, <italic>x</italic> is a nondegenerate Gaussian r.v., therefore, r.v.’s <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_157"><alternatives>
<mml:math><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$1,x,\dots ,{x^{k}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are linearly independent in the Hilbert space <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_158"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Ω</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">P</mml:mo></mml:mrow></mml:mfenced></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${L_{2}}\left(\Omega ,\operatorname{\mathbf{P}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of square integrable r.v.’s, and the covariance matrix <italic>D</italic> is nonsingular. Relations (<xref rid="j_vmsta154_eq_062">38</xref>), (<xref rid="j_vmsta154_eq_065">40</xref>), and (<xref rid="j_vmsta154_eq_066">41</xref>) imply that a.s. as <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_159"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\to \infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_067">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">D</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \left(\substack{\hat{c}\\ {} {\hat{\beta }_{x}}}\right)\to \left(\substack{{\Sigma _{z}^{-1}}{\Sigma _{z}}c\\ {} {D^{-1}}D{\beta _{x}}}\right)=\left(\substack{c\\ {} {\beta _{x}}}\right).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
And the statements of Theorem <xref rid="j_vmsta154_stat_014">4</xref> follow.  □</p></statement>
<p>Similarly to Theorem <xref rid="j_vmsta154_stat_010">3</xref> one can construct a consistent estimator of the mean predictor (<xref rid="j_vmsta154_eq_002">2</xref>) in the polynomial EIV model. The strongly consistent estimator of <italic>μ</italic> is given in (<xref rid="j_vmsta154_eq_047">28</xref>) and the one of <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_160"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\sigma _{x}^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is constructed similarly to (<xref rid="j_vmsta154_eq_048">29</xref>): 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_068">
<label>(42)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\hat{\sigma }_{x}^{2}}=\frac{1}{n-1}{\sum \limits_{i=1}^{n}}{\left({x_{i}}-\bar{x}\right)^{2}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<statement id="j_vmsta154_stat_016"><label>Theorem 5.</label>
<p><italic>Assume conditions</italic> <xref rid="j_vmsta154_li_010">(a)</xref> <italic>to</italic> <xref rid="j_vmsta154_li_013">(d)</xref> <italic>and suppose that</italic> <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_161"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\sigma _{\epsilon \delta }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>defined in</italic> (<xref rid="j_vmsta154_eq_053">32</xref>) <italic>is the only parameter which is known in the model</italic> (<xref rid="j_vmsta154_eq_051">30</xref>)<italic>,</italic> (<xref rid="j_vmsta154_eq_052">31</xref>)<italic>. Consider the estimators</italic> (<xref rid="j_vmsta154_eq_063">39</xref>)<italic>,</italic> (<xref rid="j_vmsta154_eq_047">28</xref>)<italic>, and</italic> (<xref rid="j_vmsta154_eq_068">42</xref>)<italic>. Then</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_069">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\tilde{\eta }_{0}}:={\tilde{y}_{0}}-{\sigma _{\epsilon \delta }}{\hat{\sigma }_{x}^{-2}}({x_{0}}-\hat{\mu })\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>is a strongly consistent estimator of the mean predictor</italic> (<xref rid="j_vmsta154_eq_002">2</xref>)<italic>, and moreover,</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_070">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>∀</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="" close="|"><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="‖" close="‖"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext mathvariant="italic">a.s. as</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \forall \tau >0,\hspace{1em}\operatorname{\mathbf{P}}\left(\left.\left\| {\tilde{\eta }_{0}}-{\hat{\eta }_{0}}\right\| >\tau \right|{z_{0}},{x_{0}}\right)\to 0\hspace{1em}\textit{a.s. as}\hspace{2.5pt}n\to \infty .\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement></p>
</sec>
<sec id="j_vmsta154_s_011">
<label>3.4</label>
<title>Confidence interval for response in quadratic model</title>
<p>Consider a quadratic EIV model <disp-formula-group id="j_vmsta154_dg_010">
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_071">
<label>(43)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ y={\beta _{0}}+{\beta _{1}}\xi +{\beta _{2}}{\xi ^{2}}+e,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_072">
<label>(44)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ x=\xi +\delta .\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</disp-formula-group> It is a particular case of the model (<xref rid="j_vmsta154_eq_051">30</xref>), (<xref rid="j_vmsta154_eq_052">31</xref>) with <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_162"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$k=2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_163"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$z=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_164"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\epsilon =0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>We use notations (<xref rid="j_vmsta154_eq_053">32</xref>). Our conditions are similar to <xref rid="j_vmsta154_li_010">(a)</xref>–<xref rid="j_vmsta154_li_013">(d)</xref>, but we assume additionally that the reliability ratio 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_073">
<label>(45)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ K:=\frac{{\sigma _{\xi }^{2}}}{{\sigma _{x}^{2}}}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
is separated away from zero. Thus, assume the following conditions.</p>
<list>
<list-item id="j_vmsta154_li_014">
<label>(e)</label>
<p>The random variables <italic>ξ</italic>, <italic>e</italic> and <italic>δ</italic> are independent; <italic>ξ</italic> and <italic>δ</italic> are Gaussian; <italic>e</italic> and <italic>δ</italic> have zero mean and <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_165"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\sigma _{e}^{2}}<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>; <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_166"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\sigma _{x}^{2}}>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta154_li_015">
<label>(f)</label>
<p>Model parameters are unknown, but a lower bound <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_167"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${K_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for the reliability ratio (<xref rid="j_vmsta154_eq_073">45</xref>) is given, with <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_168"><alternatives>
<mml:math><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mspace width="-0.1667em"/><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$0<{K_{0}}\le 1\hspace{-0.1667em}/2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</list-item>
</list>
<p>Consider indepedent copies of the quadratic model 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_074">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \left({y_{i}},{\xi _{i}},{e_{i}},{x_{i}},{\delta _{i}}\right),\hspace{1em}i=0,1,\dots ,n.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Based on observations <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_169"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.2778em"/><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$({y_{i}},{x_{i}}),\hspace{0.2778em}i=1,\dots ,n$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and for a given <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_170"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${x_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we can construct the OLS predictor <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_171"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\tilde{y}_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, see (<xref rid="j_vmsta154_eq_063">39</xref>), for <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_172"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${y_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_173"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$k=2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_174"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${z_{0}}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Now, we show the way how to construct an asymptotic confidence interval for <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_175"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${y_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. (In a similar way this can be done for a polynomial EIV model of higher order.)</p>
<p>First we write down the representation (<xref rid="j_vmsta154_eq_057">36</xref>), (<xref rid="j_vmsta154_eq_058">37</xref>). Denote 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_075">
<label>(46)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="" close="|"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {m_{x}}=\operatorname{\mathbf{E}}\left(\left.\xi \right|x\right)=Kx+\left(1-K\right)\mu .\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
We have with independent <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_176"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${m_{x}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <italic>γ</italic>: 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_076">
<label>(47)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∼</mml:mo><mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \xi ={m_{x}}+\gamma ,\hspace{1em}\gamma \sim \mathcal{N}\left(0,K{\sigma _{\delta }^{2}}\right).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Then <disp-formula-group id="j_vmsta154_dg_011">
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_077">
<label>(48)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:mspace width="2em"/><mml:mspace width="2em"/><mml:mspace width="2em"/><mml:mspace width="2em"/><mml:mspace width="2em"/><mml:mspace width="2em"/><mml:mspace width="1em"/></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mspace width="2em"/><mml:mspace width="2em"/><mml:mspace width="2em"/><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{l}\displaystyle y={\beta _{0}}+{\beta _{1}}({m_{x}}+\gamma )+{\beta _{2}}{({m_{x}}+\gamma )^{2}}+e=\hspace{2em}\hspace{2em}\hspace{2em}\hspace{2em}\hspace{2em}\hspace{2em}\hspace{2em}\hspace{1em}\\ {} \displaystyle \hspace{2em}\hspace{2em}\hspace{2em}\hspace{2.5pt}={\beta _{0}}+{\beta _{1}}{m_{x}}+{\beta _{2}}\left({m_{x}^{2}}+K{\sigma _{\delta }^{2}}\right)+u=:\hat{y}+u,\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_078">
<label>(49)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ u=e+({\beta _{1}}+2{m_{x}}{\beta _{2}})\gamma +{\beta _{2}}\left({\gamma ^{2}}-K{\sigma _{\delta }^{2}}\right).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</disp-formula-group> Here <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_177"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="" close="|"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\operatorname{\mathbf{E}}\left(\left.u\right|x\right)=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. From (<xref rid="j_vmsta154_s_011">3.4</xref>) we get that the best prediction is 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_079">
<label>(50)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>·</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>·</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>·</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{l}\displaystyle \hat{y}={\beta _{0x}}+{\beta _{1x}}\cdot x+{\beta _{2x}}\cdot {x^{2}},\\ {} \displaystyle {\beta _{1x}}={\beta _{1}}K+2{\beta _{2}}K(1-K)\mu ,\hspace{2.5pt}{\beta _{2x}}={\beta _{2}}\cdot {K^{2}}.\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Those coefficients can be estimated using the strongly consistent OLS estimator, cf. (<xref rid="j_vmsta154_eq_062">38</xref>), 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_080">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \left(\substack{{\hat{\beta }_{1x}}\\ {} {\hat{\beta }_{2x}}}\right)={S_{rr}^{+}}{S_{ry}},\hspace{1em}r:={(x,{x^{2}})^{T}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
The OLS estimator <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_178"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\hat{\beta }_{0x}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> satisfies 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_081">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \bar{y}={\hat{\beta }_{0x}}+{\hat{\beta }_{1x}}\bar{x}+{\hat{\beta }_{2x}}\overline{{x^{2}}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and the OLS predictor of <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_179"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${y_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is equal to 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_082">
<label>(51)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\tilde{y}_{0}}={\hat{\beta }_{0x}}+{\hat{\beta }_{1x}}{x_{0}}+{\hat{\beta }_{2x}}{x_{0}^{2}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>To construct a confidence interval for <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_180"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${y_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we have to bound the conditional variance of <italic>u</italic> given <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_181"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${x_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. From (<xref rid="j_vmsta154_eq_078">49</xref>) we have 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_083">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">Var</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="" close="|"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>·</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \operatorname{\mathbf{Var}}\left(\left.u\right|x\right)={\sigma _{\epsilon }^{2}}+{({\beta _{1}}+2{m_{x}}{\beta _{2}})^{2}}K{\sigma _{\delta }^{2}}+{\beta _{2}^{2}}\cdot 2{\left(K{\sigma _{\delta }^{2}}\right)^{2}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_182"><alternatives>
<mml:math><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">Var</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$2{\left(K{\sigma _{\delta }^{2}}\right)^{2}}=\operatorname{\mathbf{Var}}({\gamma ^{2}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Denote 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_084">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">Var</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="" close="|"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {m_{{u^{2}}}}=\operatorname{\mathbf{E}}\left[\operatorname{\mathbf{Var}}\left(\left.u\right|x\right)\right].\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
It holds <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_183"><alternatives>
<mml:math><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mtext>a.s. as</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\hspace{2.5pt}\text{a.s. as}\hspace{2.5pt}n\to \infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>: 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_085">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \frac{1}{n}{\sum \limits_{i=1}^{n}}{\left({y_{i}}-{\beta _{0x}}-{\beta _{1x}}{x_{i}}-{\beta _{2x}}{x_{i}^{2}}\right)^{2}}\to {m_{{u^{2}}}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Therefore, we have <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_184"><alternatives>
<mml:math><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mtext>a.s. as</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\hspace{2.5pt}\text{a.s. as}\hspace{2.5pt}n\to \infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>: 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_086">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\hat{m}_{{u^{2}}}}:=\frac{1}{n}{\sum \limits_{i=1}^{n}}{\left({y_{i}}-{\hat{\beta }_{0x}}-{\hat{\beta }_{1x}}{x_{i}}-{\hat{\beta }_{2x}}{x_{i}^{2}}\right)^{2}}\to {m_{{u^{2}}}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
We have to bound the difference 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_087">
<label>(52)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">Var</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="" close="|"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>·</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{l}\displaystyle \operatorname{\mathbf{Var}}\left(\left.u\right|x\right)-{m_{{u^{2}}}}=4K{\sigma _{\delta }^{2}}\left({\beta _{2}^{2}}{K^{2}}\cdot F(K,x,\mu )+{\beta _{1}}{\beta _{2}}K(x-\mu )\right),\\ {} \displaystyle F(k,x,\mu ):={x^{2}}-{\mu ^{2}}-{\sigma _{x}^{2}}+2K(1-K)\mu (x-\mu ).\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Here we used the relations 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_088">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{l}\displaystyle {m_{x}}-\operatorname{\mathbf{E}}{m_{x}}=K(x-\mu ),\\ {} \displaystyle {m_{x}^{2}}-\operatorname{\mathbf{E}}{m_{x}^{2}}={K^{2}}-{\mu ^{2}}-{\sigma _{x}^{2}}+2K(1-K)\mu (x-\mu ).\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Next, we express (<xref rid="j_vmsta154_eq_087">52</xref>) through <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_185"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\beta _{ix}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> rather than <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_186"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\beta _{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Using (<xref rid="j_vmsta154_eq_079">50</xref>) we get: 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_089">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtable displaystyle="true" columnspacing="0pt" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">Var</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="" close="|"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>·</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>+</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mspace width="2em"/><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>·</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>·</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtable displaystyle="true" columnspacing="0pt" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mspace width="2em"/><mml:mspace width="2em"/><mml:mspace width="2em"/><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">]</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{l}\displaystyle {\sigma _{\delta }^{2}}={\sigma _{x}^{2}}(1-K),\\ {} \displaystyle \begin{aligned}{}& \operatorname{\mathbf{Var}}\left(\left.u\right|x\right)-{m_{{u^{2}}}}=4(1-K){\sigma _{x}^{2}}\cdot \frac{{\beta _{2x}^{2}}}{K}\left(F(K,x,\mu )-\frac{2(1-K)}{K}\mu (x-\mu )\right)+\\ {} & \hspace{2em}+4(1-K){\sigma _{x}^{2}}{\beta _{1x}}{\beta _{2x}}\cdot \frac{x-\mu }{K}\le 4\left(\frac{1}{{K_{0}}}-1\right){\sigma _{x}^{2}}\cdot G(x,\mu ,{\sigma _{x}^{2}},{\beta _{1x}},{\beta _{2x}}),\end{aligned}\\ {} \displaystyle \begin{aligned}{}& G(x,\mu ,{\sigma _{x}^{2}},{\beta _{1x}},{\beta _{2x}})={\beta _{2x}^{2}}\bigg[{x^{2}}-{\mu ^{2}}-{\sigma _{x}^{2}}+\\ {} & \hspace{2em}\hspace{2em}\hspace{2em}+2{\left(\mu (x-\mu )\right)_{-}}{(1-{K_{0}})^{2}}\left(1+\frac{1}{{K_{0}}}\right)\bigg]+{\left({\beta _{1x}}{\beta _{2x}}(x-\mu )\right)_{+}}.\end{aligned}\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Here <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_187"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">max</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${A_{+}}:=\max (A,0)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_188"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">min</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${A_{-}}:=-\min (A,0)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_189"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$A\in \mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Finally, 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_090">
<label>(53)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">Var</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="" close="|"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \operatorname{\mathbf{Var}}\left(\left.u\right|x\right)\le {m_{{u^{2}}}}+4\left(\frac{1}{{K_{0}}}-1\right){\sigma _{x}^{2}}G(x,\mu ,{\sigma _{x}^{2}},{\beta _{1x}},{\beta _{2x}}).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>We are ready to construct a confidence interval for <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_190"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${y_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. <statement id="j_vmsta154_stat_017"><label>Theorem 6.</label>
<p><italic>For the model</italic> (<xref rid="j_vmsta154_eq_071">43</xref>)<italic>–</italic>(<xref rid="j_vmsta154_eq_072">44</xref>)<italic>, assume conditions</italic> <xref rid="j_vmsta154_li_014">(e)</xref> <italic>and</italic> <xref rid="j_vmsta154_li_015">(f)</xref><italic>. Fix the confidence probability</italic> <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_191"><alternatives>
<mml:math><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$1-\alpha $]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. Define</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_091">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="|" close="|"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">h</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mspace width="-0.1667em"/><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>×</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:mspace width="2em"/><mml:mspace width="2em"/><mml:mspace width="2em"/><mml:mspace width="1em"/><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mo>×</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mspace width="-0.1667em"/><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">}</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}{I_{\alpha }}& =\Bigg\{h\in \mathbb{R}:\left|h-{\tilde{y}_{0}}\right|\le {\alpha ^{-1\hspace{-0.1667em}/2}}\times \\ {} & \hspace{2em}\hspace{2em}\hspace{2em}\hspace{1em}\hspace{2.5pt}\times {\left[{\hat{m}_{{u^{2}}}}+4\left(\frac{1}{{K_{0}}}-1\right){\hat{\sigma }_{x}^{2}}G({x_{0}},\hat{\mu },{\hat{\sigma }_{x}^{2}},{\hat{\beta }_{1x}},{\hat{\beta }_{2x}})\right]_{+}^{1\hspace{-0.1667em}/2}}\Bigg\},\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>where</italic> <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_192"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\hat{m}_{{u^{2}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_193"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\hat{\sigma }_{x}^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_194"><alternatives>
<mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\hat{\mu }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_195"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\hat{\beta }_{1x}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_196"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\hat{\beta }_{2x}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>are strongly consistent estimators of the corresponding parameters; the estimators were presented above. Then</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_092">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim inf</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="" close="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{n\to \infty }{\liminf }\operatorname{\mathbf{P}}\left(\left.{y_{0}}\in {I_{\alpha }}\right|{x_{0}}\right)\ge 1-\alpha .\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement><statement id="j_vmsta154_stat_018"><label>Proof.</label>
<p>It holds for <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_197"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$t>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>: 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_093">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="" close="|"><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="|" close="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">Var</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="" close="|"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \operatorname{\mathbf{P}}\left(\left.\left|{y_{0}}-{\hat{y}_{0}}\right|>t\right|{x_{0}}\right)\le \frac{\operatorname{\mathbf{Var}}\left(\left.u\right|{x_{0}}\right)}{{t^{2}}}\le \alpha \]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
if <italic>t</italic> is selected such that <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_198"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mspace width="-0.1667em"/><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">Var</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="" close="|"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mspace width="-0.1667em"/><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$t\ge {\alpha ^{-1\hspace{-0.1667em}/2}}{\left[\operatorname{\mathbf{Var}}\left(\left.u\right|{x_{0}}\right)\right]^{1\hspace{-0.1667em}/2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Now, the statement follows from the inequality (<xref rid="j_vmsta154_eq_090">53</xref>) and the consistency of <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_199"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\tilde{y}_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_200"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\hat{m}_{{u^{2}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_201"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\hat{\sigma }_{x}^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_202"><alternatives>
<mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\hat{\mu }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_203"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\hat{\beta }_{1x}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_204"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\hat{\beta }_{2x}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.  □</p></statement></p>
</sec>
</sec>
<sec id="j_vmsta154_s_012">
<label>4</label>
<title>Prediction in other EIV models</title>
<p>The OLS predictor <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_205"><alternatives>
<mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\tilde{y}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> approximates the best mean squared error predictor <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_206"><alternatives>
<mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\hat{y}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> presented in (<xref rid="j_vmsta154_eq_001">1</xref>) not only in the plynomial EIV model. Let us consider the model with exponential regression function 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_094">
<label>(54)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ y=\beta {e^{\lambda \xi }}+e,\hspace{2em}x=\xi +\delta ,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where the real numbers <italic>β</italic> and <italic>λ</italic> are unknown regression parameters, and assume condition <xref rid="j_vmsta154_li_014">(e)</xref> from Section <xref rid="j_vmsta154_s_011">3.4</xref>. Using expansion (<xref rid="j_vmsta154_eq_076">47</xref>)–(<xref rid="j_vmsta154_eq_075">46</xref>), we get <disp-formula-group id="j_vmsta154_dg_012">
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_095">
<label>(55)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo movablelimits="false">exp</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>·</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ y={\beta _{x}}\exp \left({\lambda _{x}}\cdot x\right)+u=:\hat{y}+u,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_096">
<label>(56)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>·</mml:mo><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">exp</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>·</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{l}\displaystyle {\beta _{x}}=\beta {e^{\lambda (1-K)\mu }}\cdot \operatorname{\mathbf{E}}{e^{\lambda \gamma }},\hspace{2.5pt}{\lambda _{x}}=K\lambda ,\hspace{2.5pt}\operatorname{\mathbf{E}}{e^{\lambda \gamma }}=\exp \left(\frac{{\lambda ^{2}}K{\sigma _{\delta }^{2}}}{2}\right),\\ {} \displaystyle u={\beta _{x}}{e^{{\lambda _{x}}\cdot x}}({e^{\lambda \gamma }}-\operatorname{\mathbf{E}}{e^{\lambda \gamma }}).\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</disp-formula-group></p>
<p>Under mild conditions, the OLS predictor <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_207"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo movablelimits="false">exp</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>·</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\tilde{y}_{0}}:={\hat{\beta }_{x}}\exp \left({\hat{\lambda }_{x}}\cdot {x_{0}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a strongly consistent estimator of <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_208"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\hat{y}_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_209"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\hat{\beta }_{x}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_210"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\hat{\lambda }_{x}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are the OLS estimators of the regression parameters in the model (<xref rid="j_vmsta154_eq_094">54</xref>).</p>
<p>Similar conclusion can be made for the trigonometric model 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_097">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo movablelimits="false">cos</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">ω</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo movablelimits="false">sin</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">ω</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ y={a_{0}}+{\sum \limits_{k=1}^{m}}\left({a_{k}}\cos k\omega \xi +{b_{k}}\sin k\omega \xi \right)+e,\hspace{2em}x=\xi +\delta ,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_211"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${a_{k}},0\le k\le m$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_212"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${b_{k}},1\le k\le m$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_213"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">ω</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\omega >0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are unknown regression parameters.</p>
<p>Finally, we give an example of the model, where the OLS predictor <italic>does not</italic> approximate the best mean squared error predictor. Let 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_098">
<label>(57)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ y=\beta |\xi +a|+e,\hspace{2em}x=\xi +\delta ,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where the real numbers <italic>β</italic> and <italic>a</italic> are unknown regression parameters, and assume condition <xref rid="j_vmsta154_li_014">(e)</xref> from Section <xref rid="j_vmsta154_s_011">3.4</xref>; suppose also that <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_214"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\sigma _{\xi }^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_215"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\sigma _{\delta }^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are positive.</p>
<p>For <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_216"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∼</mml:mo><mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\gamma _{0}}\sim \mathcal{N}(0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, evaluate 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_099">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">ϕ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ F(a):=\operatorname{\mathbf{E}}|{\gamma _{0}}+a|=2\phi (a)+a(2\Phi (a)-1),\hspace{1em}a\in \mathbb{R},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <italic>ϕ</italic> and Φ are the pdf and cdf of <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_217"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\gamma _{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then the best mean squared error predictor is as follows: 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_100">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtable displaystyle="true" columnspacing="0pt" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="" close="|"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">[</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em" stretchy="true">|</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em" stretchy="true">|</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em" stretchy="true">|</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mspace width="2em"/><mml:mspace width="2em"/><mml:mspace width="2em"/><mml:mspace width="2em"/><mml:mspace width="2em"/><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>·</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{l}\displaystyle \begin{aligned}{}& \hat{y}=\operatorname{\mathbf{E}}\left(\left.y\right|x\right)=\beta \operatorname{\mathbf{E}}\bigg[\Big|a+Kx+(1-K)\mu +{\sigma _{\delta }}\sqrt{K}{\gamma _{0}}\Big|\bigg|x\bigg]=\\ {} & \hspace{2em}\hspace{2em}\hspace{2em}\hspace{2em}\hspace{2em}={\beta _{x}}F\left({k_{x}}\cdot x+{b_{x}}\right),\hspace{1em}{k_{x}}>0,\hspace{2.5pt}{\beta _{x}}\in \mathbb{R},\hspace{2.5pt}{b_{x}}\in \mathbb{R},\end{aligned}\\ {} \displaystyle {\beta _{x}}=\beta {\sigma _{\delta }}\sqrt{K},\hspace{2.5pt}{k_{x}}=\frac{\sqrt{K}}{{\sigma _{\delta }}},\hspace{2.5pt}{b_{x}}=\frac{a+(1-K)\mu }{{\sigma _{\delta }}\sqrt{K}}.\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
The LS estimators <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_218"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\hat{k}_{x}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_219"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\hat{\beta }_{x}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_220"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\hat{b}_{x}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_221"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${k_{x}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_222"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\beta _{x}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_223"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${b_{x}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> minimize the penalty function 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_101">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {Q_{LS}}(k,\beta ,b):={\sum \limits_{i=1}^{n}}{\left({y_{i}}-\beta F(k{x_{i}}+b)\right)^{2}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Under mild additional conditions, the LS estimators are strongly consistent, and the LS predictor 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_102">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>·</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\tilde{y}_{0}}:={\beta _{x}}F\left({\hat{b}_{x}}\cdot {x_{0}}+{\hat{b}_{x}}\right)\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
converges a.s. to <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_224"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="" close="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>·</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\hat{y}_{0}}=\operatorname{\mathbf{E}}\left(\left.{y_{0}}\right|{x_{0}}\right)={\beta _{x}}F\left({b_{x}}\cdot {x_{0}}+{b_{x}}\right)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as the sample size grows. Notice that for this model (<xref rid="j_vmsta154_eq_098">57</xref>), the OLS predictor <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_225"><alternatives>
<mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover><mml:mfenced separators="" open="|" close="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mfenced></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\hat{\beta }\left|{x_{0}}+\hat{a}\right|$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> needs not to converge in probability to <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_226"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\hat{y}_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where the OLS estimators <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_227"><alternatives>
<mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\hat{\beta }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_228"><alternatives>
<mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\hat{a}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> minimize the penalty function 
<disp-formula id="j_vmsta154_eq_103">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {Q_{OLS}}(\beta ,a):={\sum \limits_{i=1}^{n}}{\left({y_{i}}-\beta |{x_{i}}+a|\right)^{2}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
</sec>
<sec id="j_vmsta154_s_013">
<label>5</label>
<title>Conclusion</title>
<p>We considered structural EIV models with the classical measurement error. We gave a list of models where the OLS predictor of response <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_229"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${y_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> converges with probability one to the best mean squared error predictor <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_230"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="" close="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\hat{y}_{0}}=\operatorname{\mathbf{E}}\left[\left.{y_{0}}\right|{z_{0}},{x_{0}}\right]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. In such models, a functional dependence <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_231"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\hat{y}_{0}}={\hat{y}_{0}}({z_{0}},{x_{0}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> belongs to the same parametric family as the initial regression function <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_232"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="" close="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\eta _{0}}({z_{0}},{\xi _{0}})=\operatorname{\mathbf{E}}\left[\left.{y_{0}}\right|{z_{0}},{\xi _{0}}\right]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Such a situation looks exceptional for nonlinear models, and we gave an example of model (<xref rid="j_vmsta154_eq_098">57</xref>), where the OLS predictor does not perform well.</p>
<p>We dealt with both the mean and individual prediction. They coincide in the case of nondifferential errors, where it is known that the errors in response and in covariates are uncorrelated. Otherwise, to construct the mean prediction, one has to know the covariance of the errors.</p>
<p>In linear models, we managed to construct an asymptotic confidence region for response around the OLS prediction, under totally unknown model parameters. In the quadratic model, we did it under the known lower bound of the reliability ratio. The procedure can be expanded to polynomial models of higher order.</p>
<p>Notice that in linear models without intercept and in incomplete polynomial models (like, e.g. <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_233"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$y={\beta _{0}}+{\beta _{2}}{\xi ^{2}}+e$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_234"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x=\xi +\delta $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>), a prediction with <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_235"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(z,x)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> naively substituted for <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_236"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(z,\xi )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in the regression of <italic>y</italic> on <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_237"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(z,x)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> can have huge prediction errors. As stated in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta154_ref_002">2</xref>, Section 2.6], predicting <italic>y</italic> from <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_238"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(z,x)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is merely a matter of substituting known values of <italic>x</italic> and <italic>z</italic> into the regression model for <italic>y</italic> on <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_239"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(z,x)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. We can add that, in nonlinear EIV models, the corresponding error <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_240"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo mathvariant="bold" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="" close="|"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$v=y-\operatorname{\mathbf{E}}\left[\left.y\right|z,x\right]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has the variance depending on <italic>x</italic>, i.e., the regression of <italic>y</italic> on <inline-formula id="j_vmsta154_ineq_241"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(z,x)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is heteroskedastic; this should be taken into account in order to construct a confidence region for <italic>y</italic> in a proper way.</p>
<p>Finally, we make a caveat for practitioners. <italic>Consistent</italic> EIV regression parameter estimators are useful especially for prediction if the observation errors for the predicted subject differ from those in the data used for the model fitting. This is usually the case when the model is fitted by some experimental data while the prediction is made for a real world subject. The idea to use <italic>inconsistent</italic> OLS estimators for prediction in this case is not good.</p>
</sec>
</body>
<back>
<ack id="j_vmsta154_ack_001">
<title>Acknowledgments</title>
<p>We are grateful to Dr. S. Shklyar (Kyiv) for fruitful discussions.</p></ack>
<ref-list id="j_vmsta154_reflist_001">
<title>References</title>
<ref id="j_vmsta154_ref_001">
<label>[1]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Anderson</surname>, <given-names>T.W.</given-names></string-name>: <source>An Introduction to Multivariate Statistical Analysis</source>. <series>Wiley Publications in Statistics</series>. <publisher-name>John Wiley &amp; Sons, Inc. and Chapman &amp; Hall, Ltd.</publisher-name> (<year>1958</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0091588">MR0091588</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta154_ref_002">
<label>[2]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Carroll</surname>, <given-names>R.S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Ruppert</surname>, <given-names>D.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Stefanski</surname>, <given-names>L.A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Crainiceanes</surname>, <given-names>C.M.</given-names></string-name>: <source>Measurement Error in Nonlinear Models: A Modern Perspective</source>, <edition>Second Edition</edition>. <series>Monogr. Stat. Appl. Probab.</series>, vol. <volume>105</volume>. <publisher-name>Chapman and Hall/CRC</publisher-name> (<year>2006</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2243417">MR2243417</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1201/9781420010138" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1201/9781420010138</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta154_ref_003">
<label>[3]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Cheng</surname>, <given-names>C.-L.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Schneeweiss</surname>, <given-names>H.</given-names></string-name>: <article-title>Polynomial regression with errors in the variables</article-title>. <source>J. R. Stat. Soc.</source> <volume>60</volume>(<issue>1</issue>), <fpage>189</fpage>–<lpage>199</lpage> (<year>1998</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1625632">MR1625632</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1111/1467-9868.00118" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1111/1467-9868.00118</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta154_ref_004">
<label>[4]</label><mixed-citation publication-type="chapter"> <string-name><surname>Cheng</surname>, <given-names>C.-L.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Van Ness</surname>, <given-names>J.W.</given-names></string-name>: <chapter-title>Statistical Regression with Measurement Error</chapter-title>. <source>Kendall’s Library of Statistics 6</source>. <publisher-name>Arnold</publisher-name> (<year>1999</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1719513">MR1719513</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1002/1097-0258(2000815)19:15" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1002/1097-0258(2000815)19:15</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta154_ref_005">
<label>[5]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Gujarati</surname>, <given-names>D.N.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Porter</surname>, <given-names>D.C.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Gunaseker</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>: <source>Basic Econometrics</source>, <edition>5th Edn.</edition> <publisher-name>MCGraw-Hill</publisher-name> (<year>2017</year>)</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta154_ref_006">
<label>[6]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Kukush</surname>, <given-names>O.G.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Tsaregorodtsev</surname>, <given-names>Y.V.</given-names></string-name>: <article-title>Convergence of estimators in a polynomial functional model with measurement errors</article-title>. <source>Theory Probab. Math. Stat.</source> <volume>92</volume>, <fpage>79</fpage>–<lpage>88</lpage> (<year>2016</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3553428">MR3553428</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1090/tpms/984" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1090/tpms/984</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta154_ref_007">
<label>[7]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Mynbaev</surname>, <given-names>K.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Martins-Filho</surname>, <given-names>C.</given-names></string-name>: <article-title>Consistency and asymptotic normality for a nonparametric prediction under measurement errors</article-title>. <source>J. Multivar. Anal.</source> <volume>139</volume>, <fpage>166</fpage>–<lpage>188</lpage> (<year>2015</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3349485">MR3349485</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.jmva.2015.03.003" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1016/j.jmva.2015.03.003</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta154_ref_008">
<label>[8]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Seber</surname>, <given-names>G.A.F.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Lee</surname>, <given-names>A.S.</given-names></string-name>: <source>Linear Regression Analysis</source>, <edition>2nd Edn.</edition> <series>Wiley Series in Probability and Statistics</series>. <publisher-name>John Wiley &amp; Sons</publisher-name> (<year>2003</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1958247">MR1958247</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1002/9780471722199" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1002/9780471722199</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta154_ref_009">
<label>[9]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Shklyar</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>: <article-title>Consistency of the total least squares estimator in the linear errors-in-variables regression</article-title>. <source>Mod. Stoch. Theory Appl.</source> <volume>5</volume>(<issue>3</issue>), <fpage>247</fpage>–<lpage>295</lpage> (<year>2018</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3868542">MR3868542</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.15559/18-vmsta104" xlink:type="simple">https://doi.org/10.15559/18-vmsta104</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta154_ref_010">
<label>[10]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Söderström</surname>, <given-names>T.</given-names></string-name>: <source>Errors-in-Variables Methods in System Identification</source>. <series>Communications and Control Engineering Series</series>. <publisher-name>Springer</publisher-name> (<year>2018</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3791479">MR3791479</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1007/978-3-319-75001-9" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1007/978-3-319-75001-9</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta154_ref_011">
<label>[11]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Van Huffel</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Vandewalle</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>: <source>The Total Least Squares Problem</source>. <series>Frontiers Appl. Math.</series>, <comment>vol. 9</comment>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1118607">MR1118607</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1137/1.9781611971002" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1137/1.9781611971002</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta154_ref_012">
<label>[12]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Wansbeek</surname>, <given-names>T.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Meijer</surname>, <given-names>E.</given-names></string-name>: <source>Measurement Error and Latent Variables in Econometrics</source>. <series>Advanced Textbooks in Economics</series>. <publisher-name>North Holland Publishing Co.</publisher-name> (<year>2000</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1804397">MR1804397</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1002/9780470996249" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1002/9780470996249</ext-link></mixed-citation>
</ref>
</ref-list>
</back>
</article>