<?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">VMSTA306</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.15559/26-VMSTA306</article-id>
<article-categories><subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Research Article</subject></subj-group></article-categories>
<title-group>
<article-title>Limit theorems in the extended coupon collector’s problem</article-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author">
<contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0003-4828-0788</contrib-id>
<name><surname>Ilienko</surname><given-names>Andrii</given-names></name><email xlink:href="mailto:andrii.ilienko@unibe.ch">andrii.ilienko@unibe.ch</email><xref ref-type="aff" rid="j_vmsta306_aff_001">a</xref><xref ref-type="aff" rid="j_vmsta306_aff_002">b</xref>
</contrib>
<aff id="j_vmsta306_aff_001"><label>a</label>Institute of Mathematical Statistics and Actuarial Science, <institution>University of Bern</institution>, Alpeneggstrasse 22, CH-3012, Bern, <country>Switzerland</country></aff>
<aff id="j_vmsta306_aff_002"><label>b</label>Department of Mathematical Analysis and Probability Theory, <institution>Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute</institution>, Prospect Beresteiskyi 37, 03056, Kyiv, <country>Ukraine</country></aff>
</contrib-group>
<pub-date pub-type="ppub"><year>2026</year></pub-date>
<pub-date pub-type="epub"><day>11</day><month>8</month><year>2026</year></pub-date><volume content-type="ahead-of-print">0</volume><issue>0</issue><fpage>1</fpage><lpage>21</lpage><history><date date-type="received"><day>2</day><month>6</month><year>2026</year></date><date date-type="rev-recd"><day>3</day><month>8</month><year>2026</year></date><date date-type="accepted"><day>3</day><month>8</month><year>2026</year></date></history>
<permissions><copyright-statement>© 2026 The Author(s). Published by VTeX</copyright-statement><copyright-year>2026</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>We consider an extended variant of the classical coupon collector’s problem with an infinite number of collections. An arriving coupon is placed in the <italic>r</italic>th collection, <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_001"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$r\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, if <italic>r</italic> is the smallest index such that the corresponding collection still does not have a coupon of this type. We derive distributional limit theorems for the number of empty spots in different collections at the time when the 0th collection was completed, as well as after some delay. We also obtain the joint limiting distribution for completion times of different collections. All main results are given in an ultimate infinite-dimensional form in the sense of distributional convergence in <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_002"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbb{R}^{\infty }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The main tool in the proofs is convergence of specially constructed point processes.</p>
</abstract>
<kwd-group>
<label>Keywords</label>
<kwd>Coupon collector’s problem</kwd>
<kwd>balls-into-bins model</kwd>
<kwd>multivariate geometric distribution</kwd>
<kwd>Gumbel distribution</kwd>
<kwd>logistic distribution</kwd>
<kwd>convergence of point processes</kwd>
<kwd>Poisson processes</kwd>
<kwd>poissonization</kwd>
<kwd>thinning</kwd>
</kwd-group>
<kwd-group kwd-group-type="MSC2020">
<label>2020 MSC</label>
<kwd>60C05</kwd>
<kwd>60F05</kwd>
<kwd>60G55</kwd>
</kwd-group>
<funding-group><funding-statement>The author was supported by the Swiss National Science Foundation grant no. 229505.</funding-statement></funding-group>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="j_vmsta306_s_001">
<label>1</label>
<title>Introduction</title>
<p>The coupon collector’s problem is undoubtedly one of the most popular classical problems in combinatorial probability. It is not only of purely theoretical interest, but also finds numerous applications (see, e.g., [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_008">8</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_025">25</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_001">1</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_004">4</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_005">5</xref>]). More recently, an extended version of this problem, known in the literature as the collector’s brotherhood problem, has attracted considerable attention; see, e.g., [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_015">15</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_014">14</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_002">2</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_011">11</xref>].</p>
<p>Following [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_014">14</xref>], we give its statement as follows. A person collects coupons, each of which belongs to one of <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_003"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$n\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> different types. The coupons arrive one by one at discrete times, the type of each coupon being equiprobable and independent of types of preceding ones. Each time the person receives a coupon which he does not yet have, he puts it in his album. Otherwise, he gives it to his younger brother. In his turn, the latter puts it in his own album, if the coupon is new for him. Otherwise, he gives it to the next younger brother, and so on. All the brothers try to complete their own collections, using the same policy. The main collector is labeled 0, the younger brother 1, the next younger brother 2, etc.</p>
<p>For <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_004"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
<mml:mo>∪</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$r\in {\mathbb{N}_{0}}=\mathbb{N}\cup \{0\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, let <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_005"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${T_{r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> stand for the time the <italic>r</italic>th person completes his collection. By a classical result due to Erdős and Rényi [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_012">12</xref>], 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_001">
<label>(1)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>!</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">O</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</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: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:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">{</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">}</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">exp</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">(</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">x</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[\[\begin{array}{l}\displaystyle \mathbb{E}{T_{r}^{(n)}}=n\ln n+rn\ln \ln n+(\gamma -\ln r!)n+\mathcal{O}(n),\\ {} \displaystyle \underset{n\to \infty }{\lim }\mathbb{P}\Big\{\frac{{T_{r}^{(n)}}}{n}-\ln n-r\ln \ln n\lt x\Big\}=\exp \Big(-\frac{{\mathrm{e}^{-x}}}{r!}\Big),\hspace{1em}x\in \mathbb{R},\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
with <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_006"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<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:math><tex-math><![CDATA[$\gamma =-{\Gamma ^{\prime }}(1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> standing for the Euler–Mascheroni constant. So, the limiting distribution is of Gumbel type.</p>
<p>Denote by <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_007"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${U_{r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_008"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$r\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the number of empty spots in the album of the <italic>r</italic>th brother at time <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_009"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${T_{0}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, that is, when the main collector completed his album. In [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_026">26</xref>], by using the optional stopping theorem for a specially constructed martingale, it was shown that <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_010"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}{U_{1}^{(n)}}={\mathcal{H}_{1}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_011"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo>
</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">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathcal{H}_{1}^{(n)}}={\textstyle\sum _{k=1}^{n}}\frac{1}{k}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> stands for the <italic>n</italic>th harmonic number. Subsequently, it turned out that this can be further generalized to 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_002">
<label>(2)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="2em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \mathbb{E}{U_{r}^{(n)}}={\mathcal{H}_{r}^{(n)}},\hspace{2em}n,r\in \mathbb{N},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_012"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathcal{H}_{r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are hyperharmonic numbers defined by the recursive formula 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_003">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<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">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="2em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\mathcal{H}_{r}^{(n)}}={\sum \limits_{k=1}^{n}}\frac{{\mathcal{H}_{r-1}^{(k)}}}{k},\hspace{2em}r\ge 2.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
This was proved in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_015">15</xref>] and [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_014">14</xref>] by using a non-elementary generating function argument, and in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_002">2</xref>] by a simpler and more direct probabilistic reasoning. Moreover, the latter argument made it possible to obtain another, more explicit representation: 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_004">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<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">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mfrac linethickness="0.0pt">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mfenced>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<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:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="2em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\mathcal{H}_{r}^{(n)}}={\sum \limits_{k=1}^{n}}\left(\genfrac{}{}{0.0pt}{}{n}{k}\right)\frac{{(-1)^{k+1}}}{{k^{r}}},\hspace{2em}r\ge 1.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
By (10.1) in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_015">15</xref>], for the above hyperharmonic numbers the following asymptotic formula holds: 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_005">
<label>(3)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>!</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mtext>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:mtext>.</mml:mtext>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \frac{r!\hspace{0.1667em}{\mathcal{H}_{r}^{(n)}}}{{\ln ^{r}}n}\to 1\hspace{1em}\text{as}\hspace{2.5pt}n\to \infty \text{.}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
It should be noted that the term “hyperharmonic numbers” often refers to a different numerical sequence (see, e.g., the corresponding article in Wikipedia).</p>
<p>Note that this problem allows for different, though equivalent, formulations. For instance, we give another one in terms of a balls-into-bins model. Suppose we have an infinite sequence of balls and <italic>n</italic> bins of unlimited capacity. Each time a single ball is placed into one of the bins, which is chosen equiprobably and independently of the previous history. In this setting, <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_013"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${T_{r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> means the first time when each bin contains at least <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_014"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$r+1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> balls. Similarly, <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_015"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${U_{r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> stands for the number of bins containing at most <italic>r</italic> balls at time <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_016"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${T_{0}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, that is, when each bin first contains at least one ball.</p>
<p>Until now, the question of limiting distributions for <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_017"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${U_{r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_018"><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 $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> remained open. This problem was explicitly stated on p. 446 in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_011">11</xref>]. In order to determine these limiting distributions it would be natural to use the generating function of <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_019"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${U_{r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The latter can be easily deduced from Proposition 4.1 in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_015">15</xref>]: 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_006">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="multline-star">
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="multline-star">
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mspace width="-15.0pt"/>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtable rowspacing="0" columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mfrac linethickness="0.0pt">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">c</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">c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mfenced>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<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:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo>
</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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo>
</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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∏</mml:mo>
</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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo>!</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo>
</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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{c}\displaystyle \mathbb{E}{u^{{U_{r}^{(n)}}}}=\\ {} \displaystyle nu\hspace{-15.0pt}\sum \limits_{\substack{a+b+{c_{1}}+\\ {} +\cdots +{c_{r}}=n-1}}\left(\genfrac{}{}{0.0pt}{}{n-1}{a,b,{c_{1}},\dots ,{c_{r}}}\right){(-1)^{b}}{(u-1)^{{\textstyle\textstyle\sum _{k=1}^{r}}{c_{k}}}}\frac{({\textstyle\textstyle\sum _{k=1}^{r}}k{c_{k}})!}{{\textstyle\textstyle\prod _{k=1}^{r}}{(k!)^{{c_{k}}}}}{(n-a)^{-1-{\textstyle\textstyle\sum _{k=1}^{r}}k{c_{k}}}}.\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
It is, however, clear that the generating function of such an ominous form can hardly be used for this purpose. Therefore, as in our previous papers [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_019">19</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_020">20</xref>], we take a different approach based on the use of point processes. This allows not only to determine the limiting distributions for <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_020"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${U_{r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (looking ahead, they will turn out to be exponential) but also to obtain the limit theorem in an ultimate infinite-dimensional form. In other words, we will prove the distributional convergence of the sequence <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_021"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\big({U_{r}^{(n)}},r\in \mathbb{N}\big)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, normalized in a proper way, to a random element <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_022"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$(E,E,\dots )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_023"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbb{R}^{\infty }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_024"><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 $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where the same <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_025"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">Exp</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathsf{Exp}(1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-distributed random variable <italic>E</italic> appears in every coordinate. This means that <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_026"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${U_{r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> exhibit a remarkable asymptotic stability. The precise statement is given in Theorem <xref rid="j_vmsta306_stat_001">1</xref> below.</p>
<p>Note that in the proof of this limit theorem we use a rather unusual trick which, hopefully, can be applied elsewhere. Namely, appealing to a certain analogy between normalization and thinning, we prove the distributional convergence for thinned random variables rather than for normalized ones. This convergence can be deduced from that of specially constructed point processes. The way we then return to normalized random variables is described in Section <xref rid="j_vmsta306_s_004">4</xref>.</p>
<p>We also prove another limit theorem which can be called delayed one. The idea behind is as follows. Due to their definition, the random variables <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_027"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${U_{r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> increase unboundedly as <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_028"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$n\to \infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Thus, in order to obtain a distributional limit, we had to use some normalization. If one still wants to obtain a limit result without any normalization, one should, instead of <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_029"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${U_{r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, consider the number of empty spots in the album of the <italic>r</italic>th brother not at time <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_030"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${T_{0}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> but after some delay, that is, at time <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_031"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${T_{0}^{(n)}}+{d_{r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with some non-random <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_032"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${d_{r}^{(n)}}\to \infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_033"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$n\to \infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. With the right choice of <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_034"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${d_{r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the corresponding numbers of empty spots will not go to infinity as <italic>n</italic> does, but will instead converge in distribution to some limit law. In Theorem <xref rid="j_vmsta306_stat_002">2</xref>, we find this right form of <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_035"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${d_{r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and establish convergence to a geometric distribution. Like the previous result, we state and prove this one in an infinite-dimensional form, that is, in the sense of distributional convergence in <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_036"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbb{R}^{\infty }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Our third main result, Theorem <xref rid="j_vmsta306_stat_005">3</xref> below, describes the asymptotic behavior of the sequence of completion times, that is, of the (centered and normalized in a proper way) random elements <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_037"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\big({T_{r}^{(n)}},r\in {\mathbb{N}_{0}}\big)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_038"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbb{R}^{\infty }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Actually, this is an infinite-dimensional extension of (<xref rid="j_vmsta306_eq_001">1</xref>), the limit theorem due to Erdős and Rényi. Surprisingly, the limiting random element turns out to consist of independent entries, which means that the completion times <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_039"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${T_{r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, after appropriate centering and normalizing, become asymptotically independent. This may seem all the more unexpected since <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_040"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${T_{r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> increase in <italic>r</italic>, which excludes any kind of independence for non-centered completion times. So, this asymptotic independence is achieved only at the expense of centering and normalizing. As a direct application of the latter result, we derive a limit theorem for inter-completion times with limiting logistic distribution.</p>
</sec>
<sec id="j_vmsta306_s_002">
<label>2</label>
<title>Preliminaries and main results</title>
<p>Denote by <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_041"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${Y_{i,r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_042"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$n\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_043"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$i\le n$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_044"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$r\in {\mathbb{N}_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the arrival time of the <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_045"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$(r+1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>th coupon of type <italic>i</italic>. So, at time <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_046"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${Y_{i,r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the collector labeled <italic>r</italic> receives such a coupon into his collection. Hence, 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_007">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mfrac linethickness="0.0pt">
<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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mfenced>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">(</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:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">(</mml:mo>
<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:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \mathbb{P}\big\{{Y_{i,r}^{(n)}}=k\big\}=\left(\genfrac{}{}{0.0pt}{}{k-1}{r}\right){\Big(\frac{1}{n}\Big)^{r+1}}{\Big(1-\frac{1}{n}\Big)^{k-r-1}},\hspace{1em}k\ge r+1,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
which is one version of the negative binomial distribution, namely, the one that counts trials up to the <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_047"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$(r+1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>th success. Note that <disp-formula-group id="j_vmsta306_dg_001">
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_008">
<label>(4)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">max</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {T_{r}^{(n)}}=\underset{i\le n}{\max }{Y_{i,r}^{(n)}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_009">
<label>(5)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">card</mml:mo>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">max</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {U_{r}^{(n)}}=\operatorname{card}\big\{i:{Y_{i,r}^{(n)}}\gt \underset{i\le n}{\max }{Y_{i,0}^{(n)}}\big\}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</disp-formula-group></p>
<p>For different <italic>i</italic>, the random variables <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_048"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${Y_{i,r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are identically distributed but not independent. There is a standard way to get rid of this dependence, namely, poissonization. This technique goes back at least to Karlin and was systematically exploited by Holst in the context of random allocations (see [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_018">18</xref>] or [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_019">19</xref>] for details). Consider a poissonized scheme, that is, assume that coupons arrive at random times with independent <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_049"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">Exp</mml:mi>
<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:math><tex-math><![CDATA[$\mathsf{Exp}(1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-distributed intervals <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_050"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${E_{j}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_051"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$j\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Similarly to the above, denote by <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_052"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${Z_{i,r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the arrival time of the <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_053"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$(r+1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>th coupon of type <italic>i</italic> in the poissonized scheme. Then, for different <italic>i</italic>, <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_054"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${Z_{i,r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are independent gamma-distributed random variables, <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_055"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">∼</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false">
<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:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${Z_{i,r}^{(n)}}\sim \Gamma \big(r+1,\frac{1}{n}\big)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, which is a consequence of the thinning theorem for Poisson point processes (see, e.g., Theorem 5.8 in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_024">24</xref>]). For any fixed <italic>n</italic>, the sequences <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_056"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\big({Y_{i,r}^{(n)}}\big)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_057"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\big({Z_{i,r}^{(n)}}\big)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> can be given on a common probability space and coupled by 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_010">
<label>(6)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<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:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</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[\[ {Z_{i,r}^{(n)}}={\sum \limits_{j=1}^{{Y_{i,r}^{(n)}}}}{E_{j}},\hspace{1em}i\le n,\hspace{0.1667em}r\in {\mathbb{N}_{0}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Moreover, <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_058"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\big({Y_{i,r}^{(n)}},i\le n,r\in {\mathbb{N}_{0}}\big)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is independent of <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_059"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$({E_{j}},j\in \mathbb{N})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, because the inter-arrival times <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_060"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${E_{j}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> do not affect the order in which the coupons of different types arrive. Finally, note that, along with (<xref rid="j_vmsta306_eq_009">5</xref>), a similar formula in terms of <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_061"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${Z_{i,r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> holds: 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_011">
<label>(7)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">card</mml:mo>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">max</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {U_{r}^{(n)}}=\operatorname{card}\big\{i:{Z_{i,r}^{(n)}}\gt \underset{i\le n}{\max }{Z_{i,0}^{(n)}}\big\}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>We now state our first main result, an infinite-dimensional distributional limit theorem for <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_062"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\big({U_{r}^{(n)}},r\in \mathbb{N}\big)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in the space <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_063"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbb{R}^{\infty }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> equipped with the product topology.</p><statement id="j_vmsta306_stat_001"><label>Theorem 1.</label>
<p><italic>Let</italic> <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_064"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∼</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">Exp</mml:mi>
<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:math><tex-math><![CDATA[$E\sim \mathsf{Exp}(1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. Then</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_012">
<label>(8)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>!</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo><mml:mover>
<mml:mo stretchy="true">→</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mtext mathvariant="italic">in</mml:mtext>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mtext mathvariant="italic">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[\[ \bigg(\frac{r!\hspace{0.1667em}{U_{r}^{(n)}}}{{\ln ^{r}}n},r\in \mathbb{N}\bigg)\xrightarrow{d}(E,E,\dots )\hspace{1em}\hspace{2.5pt}\textit{in}\hspace{2.5pt}{\mathbb{R}^{\infty }}\hspace{2.5pt}\textit{as}\hspace{2.5pt}n\to \infty .\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement>
<p>Let us now turn to the delayed limit theorem. By analogy with <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_065"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${U_{r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, for fixed <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_066"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${d_{r}^{(n)}}\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> denote by <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_067"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\hat{U}_{r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the number of empty spots in the album of the <italic>r</italic>th brother at time <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_068"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${T_{0}^{(n)}}+{d_{r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>: 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_013">
<label>(9)</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">U</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">card</mml:mo>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">max</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\hat{U}_{r}^{(n)}}=\operatorname{card}\big\{i:{Y_{i,r}^{(n)}}\gt \underset{i\le n}{\max }{Y_{i,0}^{(n)}}+{d_{r}^{(n)}}\big\}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
The following result asserts that, with the right choice of <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_069"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${d_{r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the random elements <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_070"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\big({\hat{U}_{r}^{(n)}},r\in \mathbb{N}\big)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_071"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbb{R}^{\infty }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> converge in distribution to some limiting random element with geometrically distributed marginals.</p><statement id="j_vmsta306_stat_002"><label>Theorem 2.</label>
<p><italic>Let</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_014">
<label>(10)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">O</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {d_{r}^{(n)}}=rn\ln \ln n+\mathcal{O}(n),\hspace{1em}r\in \mathbb{N},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>where</italic> <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_072"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">O</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{O}(n)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, of course, may differ for different r. Let also</italic> <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_073"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$({G_{r}},r\in \mathbb{N})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be a random element of</italic> <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_074"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbb{R}^{\infty }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>with the probability generating function of the following form:</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_015">
<label>(11)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">(</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">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi>
<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">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<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:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \mathbb{E}\Big({\prod \limits_{r=1}^{\infty }}{u_{r}^{{G_{r}}}}\Big)={\Big(\mathrm{e}-{\sum \limits_{r=1}^{\infty }}\frac{{u_{r}}}{r!}\Big)^{-1}},\hspace{1em}({u_{r}},r\in \mathbb{N})\in {[0,1]^{\infty }}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>Equivalently,</italic> <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_075"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$({G_{r}},r\in \mathbb{N})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>may be defined as the random sequence</italic> <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_076"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>!</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\big({N_{r}}(E/r!),r\in \mathbb{N}\big)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, where</italic> <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_077"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∼</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">Exp</mml:mi>
<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:math><tex-math><![CDATA[$E\sim \mathsf{Exp}(1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_078"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${N_{r}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>stand for unit-rate Poisson counting processes, independent of each other and of E.</italic></p>
<p><italic>Then</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_016">
<label>(12)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mover>
<mml:mo stretchy="true">→</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mtext mathvariant="italic">in</mml:mtext>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mtext mathvariant="italic">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[\[ \big({\hat{U}_{r}^{(n)}},r\in \mathbb{N}\big)\xrightarrow{d}({G_{r}},r\in \mathbb{N})\hspace{1em}\hspace{2.5pt}\textit{in}\hspace{2.5pt}{\mathbb{R}^{\infty }}\hspace{2.5pt}\textit{as}\hspace{2.5pt}n\to \infty .\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement><statement id="j_vmsta306_stat_003"><label>Remark 1.</label>
<p>It follows from (<xref rid="j_vmsta306_eq_015">11</xref>) that the marginal probability generating functions of the limiting random element take the form: 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_017">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>!</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \mathbb{E}{u^{{G_{r}}}}=\frac{r!}{r!+1-u},\hspace{1em}u\in [0,1].\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
This implies that <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_079"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∼</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">Geom</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>!</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${G_{r}}\sim \mathsf{Geom}\big(\frac{r!}{r!+1}\big)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, that is, 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_018">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>!</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>!</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</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[\[ \mathbb{P}\{{G_{r}}=k\}={\Big(\frac{1}{r!+1}\Big)^{k}}\frac{r!}{r!+1},\hspace{1em}k\in {\mathbb{N}_{0}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>It is worth noting that various sums of <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_080"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${G_{r}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> also have a geometric distribution. Indeed, let <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_081"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">⊂</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$I\subset \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_082"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</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:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${S_{I}}={\textstyle\sum _{r\in I}}{G_{r}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then by (<xref rid="j_vmsta306_eq_015">11</xref>), 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_019">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∏</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∉</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="-3.0pt"/>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \mathbb{E}{u^{{S_{I}}}}=\mathbb{E}\prod \limits_{r\in I}{u^{{G_{r}}}}={\bigg(\mathrm{e}-\sum \limits_{r\notin I}\frac{1}{r!}-u\sum \limits_{r\in I}\frac{1}{r!}\bigg)^{-1}}={\bigg(1+\sum \limits_{r\in I}\frac{1}{r!}-u\sum \limits_{r\in I}\frac{1}{r!}\bigg)^{-1}}\hspace{-3.0pt},\hspace{0.1667em}u\in [0,1].\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
This means that <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_083"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∼</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">Geom</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</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:math><tex-math><![CDATA[${S_{I}}\sim \mathsf{Geom}({P_{I}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_084"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</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:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${P_{I}}={\big(1+{\textstyle\sum _{r\in I}}\frac{1}{r!}\big)^{-1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. In particular, 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_020">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<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">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∼</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">Geom</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\sum \limits_{r=1}^{\infty }}{G_{r}}={S_{\mathbb{N}}}\sim \mathsf{Geom}\big({\mathrm{e}^{-1}}\big).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement><statement id="j_vmsta306_stat_004"><label>Remark 2.</label>
<p>The limiting random sequence <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_085"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$({G_{r}},r\in \mathbb{N})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> allows for an interpretation in terms of a balls-into-bins model. Consider an infinite set of bins of unlimited capacity, numbered <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_086"><alternatives><mml:math>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$0,1,2,\dots $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> Each time a ball is placed into one of the bins, choosing the <italic>r</italic>th one with probability 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_021">
<label>(13)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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="normal">e</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</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[\[ {p_{r}}=\frac{1}{\mathrm{e}r!},\hspace{1em}r\in {\mathbb{N}_{0}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
independently of the previous choices. In other words, the indices of the successively selected bins form an i.i.d. sequence of <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_087"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">Pois</mml:mi>
<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:math><tex-math><![CDATA[$\mathsf{Pois}(1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-distributed random variables. This process continues until a ball is placed into 0th bin. Then <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_088"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${G_{r}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_089"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$r\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, describes the number of balls in the <italic>r</italic>th bin.</p>
<p>Indeed, taking (<xref rid="j_vmsta306_eq_021">13</xref>) into account, we may expand the right-hand side of (<xref rid="j_vmsta306_eq_015">11</xref>) in a geometric series: 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_022">
<label>(14)</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="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">(</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">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">)</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<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>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">(</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">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</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">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>!</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>!</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</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">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</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">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}\mathbb{E}\Big({\prod \limits_{r=1}^{\infty }}{u_{r}^{{G_{r}}}}\Big)& ={\sum \limits_{k=0}^{\infty }}{p_{0}}{\Big({\sum \limits_{r=1}^{\infty }}{p_{r}}{u_{r}}\Big)^{k}}\\ {} & =\sum \bigg(\frac{({k_{1}}+{k_{2}}+\cdots \hspace{0.1667em})!}{{k_{1}}!\cdot {k_{2}}!\cdot \dots }{p_{0}}{\prod \limits_{r=1}^{\infty }}{p_{r}^{{k_{r}}}}\bigg)\bigg({\prod \limits_{r=1}^{\infty }}{u_{r}^{{k_{r}}}}\bigg),\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where the sum on the right-hand side is over the set of all infinite sequences <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_090"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$({k_{r}},r\in \mathbb{N})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of non-negative integers, only a finite number of which are non-zero. It is easy to see that the probability generating function on the right-hand side of (<xref rid="j_vmsta306_eq_022">14</xref>) corresponds to the above balls-into-bins model.</p>
<p>Note that finite-dimensional counterparts of infinite-dimensional geometric (and, more generally, negative binomial) distributions like that of <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_091"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$({G_{r}},r\in \mathbb{N})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> were introduced and studied in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_007">7</xref>] and [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_021">21</xref>]; see also a survey of various multivariate geometric and negative binomial distributions in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_010">10</xref>].</p></statement>
<p>As our final result, we give an infinite-dimensional extension of (<xref rid="j_vmsta306_eq_001">1</xref>), the limit theorem by Erdős and Rényi.</p><statement id="j_vmsta306_stat_005"><label>Theorem 3.</label>
<p><italic>Let</italic> <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_092"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${B_{r}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_093"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$r\in {\mathbb{N}_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, be independent Gumbel-distributed random variables with distribution functions</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_023">
<label>(15)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">exp</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">(</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \mathbb{P}\{{B_{r}}\lt x\}=\exp \Big(-\frac{{\mathrm{e}^{-x}}}{r!}\Big),\hspace{1em}x\in \mathbb{R}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>Then</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_024">
<label>(16)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo><mml:mover>
<mml:mo stretchy="true">→</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</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:mspace width="1em"/>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mtext mathvariant="italic">in</mml:mtext>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mtext mathvariant="italic">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[\[ \bigg(\frac{{T_{r}^{(n)}}}{n}-\ln n-r\ln \ln n,r\in {\mathbb{N}_{0}}\bigg)\xrightarrow{d}({B_{r}},r\in {\mathbb{N}_{0}})\hspace{1em}\hspace{2.5pt}\textit{in}\hspace{2.5pt}{\mathbb{R}^{\infty }}\hspace{2.5pt}\textit{as}\hspace{2.5pt}n\to \infty .\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement>
<p>In particular, this result allows obtaining limit distributions for times between completions of different collections. Denote by <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_094"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\Delta _{{r_{1}},{r_{2}}}^{(n)}}={T_{{r_{2}}}^{(n)}}-{T_{{r_{1}}}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_095"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${r_{2}}\gt {r_{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, such an inter-completion time.</p><statement id="j_vmsta306_stat_006"><label>Corollary 1.</label>
<p><italic>Let</italic> <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_096"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${L_{{r_{1}},{r_{2}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be a logistic random variable with distribution function</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_025">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>!</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>!</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \mathbb{P}\big\{{L_{{r_{1}},{r_{2}}}}\lt x\big\}=\frac{{r_{2}}!}{{r_{2}}!+{r_{1}}!\hspace{0.1667em}{\mathrm{e}^{-x}}},\hspace{1em}x\in \mathbb{R}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>Then</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_026">
<label>(17)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mover>
<mml:mo stretchy="true">→</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mtext mathvariant="italic">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[\[ \frac{{\Delta _{{r_{1}},{r_{2}}}^{(n)}}}{n}-({r_{2}}-{r_{1}})\ln \ln n\xrightarrow{d}{L_{{r_{1}},{r_{2}}}}\hspace{1em}\textit{as}\hspace{2.5pt}n\to \infty .\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement>
<p>It is well known (and may be easily checked by means of characteristic functions) that the difference of two independent Gumbel-distributed random variables has a logistic distribution. Particularly, <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_097"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub><mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${B_{{r_{2}}}}-{B_{{r_{1}}}}\stackrel{d}{=}{L_{{r_{1}},{r_{2}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Thus, (<xref rid="j_vmsta306_eq_026">17</xref>) follows from (<xref rid="j_vmsta306_eq_024">16</xref>).</p>
</sec>
<sec id="j_vmsta306_s_003">
<label>3</label>
<title>Convergence of associated point processes I. <!--br role="newline" /-->Thinned processes</title>
<p>One of the key points in the proof of Theorem <xref rid="j_vmsta306_stat_001">1</xref> is convergence of specially constructed point processes to a Poisson one. We now proceed to the corresponding construction.</p>
<p>For fixed <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_098"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$n\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_099"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$r\in {\mathbb{N}_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, let <disp-formula-group id="j_vmsta306_dg_002">
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_027">
<label>(18)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ψ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<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:mi mathvariant="italic">x</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:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">x</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[\[ {\psi ^{(n)}}(x)=\frac{x}{n}-\ln n,\hspace{1em}x\in \mathbb{R},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_028">
<label>(19)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<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:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ψ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\eta _{r}^{(n)}}={\sum \limits_{i=1}^{n}}{\delta _{{\psi ^{(n)}}\big({Z_{i,r}^{(n)}}\big)}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</disp-formula-group> where <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_100"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\delta _{u}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> stands for the Dirac measure <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_101"><alternatives><mml:math>
<mml:mn>𝟙</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$𝟙\{u\in \cdot \}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The processes <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_102"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> describe <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_103"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$(r+1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>th arrivals of different coupon types in the poissonized scheme. Note that in a similar case in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_019">19</xref>], in order to provide the necessary convergence, we used an <italic>r</italic>-dependent centering/normalizing function 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_029">
<label>(20)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ψ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<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:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\psi _{r}^{(n)}}(x)=\frac{x}{n}-\ln n-r\ln \ln n,\hspace{1em}x\in \mathbb{R}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
In our case, however, we want to consider the numbers of empty spots in different albums at the same point in time, namely when the 0th album is completed. Hence, we have to deal with the same centering for different <italic>r</italic>. So, we will achieve the desired convergence in a different way — by means of thinnings.</p>
<p>For a proper point process <italic>η</italic>, let us denote by <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_104"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${T_{p}}\eta $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_105"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$p\in [0,1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, its <italic>p</italic>-thinning, i.e. the point process which independently keeps the points of <italic>η</italic> with probability <italic>p</italic> and removes otherwise (see, e.g., [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_024">24</xref>], Section 5.3 for details). On the space 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_030">
<label>(21)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="double-struck">X</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
<mml:mo>∪</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \mathbb{X}={\mathbb{N}_{0}}\times \big(\mathbb{R}\cup \{+\infty \}\big),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
endowed with some relevant metric, say, 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_031">
<label>(22)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<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 mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ d\big(({r_{1}},x),({r_{2}},y)\big)=|{r_{2}}-{r_{1}}|+|{\mathrm{e}^{-y}}-{\mathrm{e}^{-x}}|,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
consider the point processes <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_106"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${H^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_107"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$n\ge 3$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, given as follows: for <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_108"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="fraktur">B</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
<mml:mo>∪</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${B_{r}}\in \mathfrak{B}\big(\mathbb{R}\cup \{+\infty \}\big)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_109"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$r\in {\mathbb{N}_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, define 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_032">
<label>(23)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">(</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">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">)</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">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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:math><tex-math><![CDATA[\[ {H^{(n)}}\Big({\bigcup \limits_{r=0}^{\infty }}\big(\{r\}\times {B_{r}}\big)\Big)={\sum \limits_{r=0}^{\infty }}\big({T_{{\ln ^{-r}}n}}{\eta _{r}^{(n)}}\big)({B_{r}}),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where all thinnings are performed independently across levels and of the underlying coupon process. (We require <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_110"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$n\ge 3$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in order to have <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_111"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\ln ^{-r}}n\in [0,1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for all <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_112"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$r\in {\mathbb{N}_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.) In other words, we are thinning out the processes <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_113"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and glue them into one “multilevel” point process <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_114"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${H^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Note that, by construction in (<xref rid="j_vmsta306_eq_028">19</xref>), 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_033">
<label>(24)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \big({T_{{\ln ^{-r}}n}}{\eta _{r}^{(n)}}\big)\big(\{+\infty \}\big)={\eta _{r}^{(n)}}\big(\{+\infty \}\big)=0\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
anyway. The reason we, nevertheless, consider the semi-compactified real axis <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_115"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
<mml:mo>∪</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbb{R}\cup \{+\infty \}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> instead of just <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_116"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> will become clear from what follows (see Section <xref rid="j_vmsta306_s_005">5</xref>).</p>
<p>Before stating the main theorem of this section, we reformulate the basic definitions related to convergence of point processes as applied to our problem (for a detailed exposition in the abstract setting, see [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_028">28</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_029">29</xref>], or [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_022">22</xref>]). Let <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_117"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">X</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${M_{p}}(\mathbb{X})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> denote the space of all locally finite (with respect to <italic>d</italic> in (<xref rid="j_vmsta306_eq_031">22</xref>)) point measures on <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_118"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="double-struck">X</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbb{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> given by (<xref rid="j_vmsta306_eq_030">21</xref>). For <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_119"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</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">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">X</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mu ,{\mu _{1}},{\mu _{2}},\dots \in {M_{p}}(\mathbb{X})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_120"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mu _{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are said to converge vaguely to <italic>μ</italic> (denoted by <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_121"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub><mml:mover>
<mml:mo stretchy="true">→</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mover>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mu _{n}}\xrightarrow{v}\mu $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>) if <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_122"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∫</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∫</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${\textstyle\int _{\mathbb{X}}}f\hspace{0.1667em}\mathrm{d}{\mu _{n}}\to {\textstyle\int _{\mathbb{X}}}f\hspace{0.1667em}\mathrm{d}\mu $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for each continuous compactly supported non-negative test function <italic>f</italic> defined on <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_123"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="double-struck">X</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbb{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. In our case, this means that 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_034">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
<mml:mo>∪</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
<mml:mo>∪</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\int _{\mathbb{R}\cup \{+\infty \}}}g(t)\hspace{0.1667em}{\mu _{n}}\big(\{r\}\times \mathrm{d}t\big)\to {\int _{\mathbb{R}\cup \{+\infty \}}}g(t)\hspace{0.1667em}\mu \big(\{r\}\times \mathrm{d}t\big)\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
for each <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_124"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$r\in {\mathbb{N}_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and each continuous compactly supported <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_125"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
<mml:mo>∪</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$g:\mathbb{R}\cup \{+\infty \}\to [0,+\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. As usual, the set <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_126"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">X</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${M_{p}}(\mathbb{X})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, equipped with the topology of the above convergence, can be metrized as a complete separable metric space. This setting allows us to consider the distributional convergence of point processes <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_127"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/></mml:math><tex-math><![CDATA[${H^{(3)}},{H^{(4)}}\dots \hspace{0.1667em}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, denoted as <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_128"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup><mml:mover>
<mml:mo stretchy="true">→</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mover>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${H^{(n)}}\xrightarrow{vd}H$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The main result of this section, Theorem <xref rid="j_vmsta306_stat_007">4</xref> below, asserts that the point processes <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_129"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${H^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> converge in this sense toward a non-homogeneous Poisson process. <statement id="j_vmsta306_stat_007"><label>Theorem 4.</label>
<p><italic>Let H be a Poisson point process on</italic> <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_130"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="double-struck">X</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbb{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>with intensity measure λ given by</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_035">
<label>(25)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">(</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">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">)</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">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="fraktur">B</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
<mml:mo>∪</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \lambda \Big({\bigcup \limits_{r=0}^{\infty }}\big(\{r\}\times {B_{r}}\big)\Big)={\sum \limits_{r=0}^{\infty }}\frac{1}{r!}{\int _{{B_{r}}}}{\mathrm{e}^{-x}}\hspace{0.1667em}\mathrm{d}x,\hspace{1em}{B_{r}}\in \mathfrak{B}\big(\mathbb{R}\cup \{+\infty \}\big).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>Then</italic> <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_131"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup><mml:mover>
<mml:mo stretchy="true">→</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mover>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${H^{(n)}}\xrightarrow{vd}H$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>as</italic> <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_132"><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 $]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p></statement><statement id="j_vmsta306_stat_008"><label>Remark 3.</label>
<p>The superposition theorem for Poisson processes (see, e.g., Theorem 3.3 in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_024">24</xref>]) implies that different levels <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_133"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$H\big(\{r\}\times \cdot \big)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_134"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$r\in {\mathbb{N}_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, of the limiting process <italic>H</italic> are independent. In other words, the point processes <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_135"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${T_{{\ln ^{-r}}n}}{\eta _{r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are asymptotically independent. This fact is rather surprising, since without thinning no asymptotic independence would have been expected. Indeed, by (<xref rid="j_vmsta306_eq_027">18</xref>) and (<xref rid="j_vmsta306_eq_028">19</xref>), <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_136"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> increase in <italic>r</italic>: <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_137"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ψ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ψ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\psi ^{(n)}}\big({Z_{i,{r_{1}}}^{(n)}}\big)\lt {\psi ^{(n)}}\big({Z_{i,{r_{2}}}^{(n)}}\big)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_138"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${r_{1}}\lt {r_{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and fixed <italic>n</italic>, <italic>i</italic>, which excludes any independence.</p></statement><statement id="j_vmsta306_stat_009"><label>Remark 4.</label>
<p>The levels <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_139"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$H\big(\{r\}\times \cdot \big)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> allow for a simple interpretation (see Remark 3.2 in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_019">19</xref>]). Let <italic>ζ</italic> be a stationary unit-rate Poisson point process restricted to <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_140"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$(0,+\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and put 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_036">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="italic">h</mml:mi>
<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:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>!</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ h(x)=-\ln r!-\ln x,\hspace{1em}x\gt 0.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Then, <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_141"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">supp</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">h</mml:mi>
<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:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$H\big(\{r\}\times \cdot \big)\stackrel{d}{=}{\textstyle\sum _{x\in \operatorname{supp}\zeta }}{\delta _{h(x)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></statement><statement id="j_vmsta306_stat_010"><label>Proof of Theorem 4.</label>
<p>Let <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_142"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">U</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{U}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> denote the ring of all Borel subsets in <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_143"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="double-struck">X</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbb{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, bounded with respect to <italic>d</italic> in (<xref rid="j_vmsta306_eq_031">22</xref>). So, 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_037">
<label>(26)</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="script">U</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">{</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">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo>×</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="fraktur">B</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
<mml:mo>∪</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mtext>and are bounded from below</mml:mtext>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">}</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}\mathcal{U}=\Big\{{\bigcup \limits_{r=0}^{s}}\big(\{r\}\times & {B_{r}}\big),s\in {\mathbb{N}_{0}},\\ {} & {B_{r}}\in \mathfrak{B}\big(\mathbb{R}\cup \{+\infty \}\big)\hspace{2.5pt}\text{and are bounded from below}\Big\}.\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Since the measure <italic>λ</italic> given by (<xref rid="j_vmsta306_eq_035">25</xref>) is diffuse, <italic>H</italic> is a simple Poisson point process (see, e.g., Proposition 6.9 in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_024">24</xref>]). Thus, by Theorem 4.18 in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_022">22</xref>], it suffices only to prove that, for each <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_144"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">U</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$U\in \mathcal{U}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <disp-formula-group id="j_vmsta306_dg_003">
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_038">
<label>(27)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left">
<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:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<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:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
<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:mn>0</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \underset{n\to \infty }{\lim }\mathbb{P}\{{H^{(n)}}(U)=0\}=\mathbb{P}\{H(U)=0\},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_039">
<label>(28)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left">
<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:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<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:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
<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:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \underset{n\to \infty }{\lim }\mathbb{E}{H^{(n)}}(U)=\mathbb{E}H(U).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</disp-formula-group> Note that, by (<xref rid="j_vmsta306_eq_033">24</xref>) and (<xref rid="j_vmsta306_eq_035">25</xref>), <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_145"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${H^{(n)}}\big({\mathbb{N}_{0}}\times \{+\infty \}\big)=H\big({\mathbb{N}_{0}}\times \{+\infty \}\big)=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> a.s. So, we may assume that <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_146"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">⊂</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$U\subset {\mathbb{N}_{0}}\times \mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>First we take up the proof of (<xref rid="j_vmsta306_eq_038">27</xref>). According to (<xref rid="j_vmsta306_eq_037">26</xref>) and (<xref rid="j_vmsta306_eq_032">23</xref>), 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_040">
<label>(29)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<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:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mo>=</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">{</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">(</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">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">}</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">{</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">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">}</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mo>=</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mtext>for</mml:mtext>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}& \mathbb{P}\{{H^{(n)}}(U)=0\}\\ {} =& \mathbb{P}\Big\{{H^{(n)}}\Big({\bigcup \limits_{r=0}^{s}}\big(\{r\}\times {B_{r}}\big)\Big)=0\Big\}=\mathbb{P}\Big\{{\sum \limits_{r=0}^{s}}\big({T_{{\ln ^{-r}}n}}{\eta _{r}^{(n)}}\big)({B_{r}})=0\Big\}\\ {} =& \mathbb{P}\big\{\big({T_{{\ln ^{-r}}n}}{\eta _{r}^{(n)}}\big)({B_{r}})=0\hspace{2.5pt}\text{for}\hspace{2.5pt}r=0,\dots ,s\big\}.\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
For <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_147"><alternatives><mml:math>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$0\le {r_{1}}\lt \cdots \lt {r_{m}}\le s$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, denote 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_041">
<label>(30)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ψ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ψ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {P_{{r_{1}},\dots ,{r_{m}}}^{(n)}}=\mathbb{P}\big\{{\psi ^{(n)}}\big({Z_{i,{r_{1}}}^{(n)}}\big)\in {B_{{r_{1}}}},\dots ,{\psi ^{(n)}}\big({Z_{i,{r_{m}}}^{(n)}}\big)\in {B_{{r_{m}}}}\big\},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
which does not depend on <italic>i</italic> by virtue of the i.i.d. property of <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_148"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${Z_{i,r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. By this property again, (<xref rid="j_vmsta306_eq_040">29</xref>) and inclusion-exclusion yield 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_042">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<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:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<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:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">)</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow/>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}\mathbb{P}\{{H^{(n)}}(U)& =0\}=\Big(1-\sum \limits_{0\le {r_{1}}\le s}{\ln ^{-{r_{1}}}}n\cdot {P_{{r_{1}}}^{(n)}}\\ {} & +\sum \limits_{0\le {r_{1}}\lt {r_{2}}\le s}{\ln ^{-{r_{1}}-{r_{2}}}}n\cdot {P_{{r_{1}},{r_{2}}}^{(n)}}-\cdots +{(-1)^{s+1}}{\ln ^{-1-\cdots -s}}n\cdot {P_{0,1,\dots ,s}^{(n)}}\Big){^{n}}.\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Hence, 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_043">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<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 movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<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:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<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="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<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="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<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:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<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="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}\underset{n\to \infty }{\lim }\ln \mathbb{P}\{{H^{(n)}}(U)=0\}=& -\sum \limits_{0\le {r_{1}}\le s}\underset{n\to \infty }{\lim }\big(n{\ln ^{-{r_{1}}}}n\cdot {P_{{r_{1}}}^{(n)}}\big)\\ {} & +\sum \limits_{0\le {r_{1}}\lt {r_{2}}\le s}\underset{n\to \infty }{\lim }\big(n{\ln ^{-{r_{1}}-{r_{2}}}}n\cdot {P_{{r_{1}},{r_{2}}}^{(n)}}\big)-\cdots \\ {} & +{(-1)^{s+1}}\underset{n\to \infty }{\lim }\big(n{\ln ^{-1-\cdots -s}}n\cdot {P_{0,1,\dots ,s}^{(n)}}\big).\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
We now prove that the limits in the first sum equal <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_149"><alternatives><mml:math><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∫</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\frac{1}{{r_{1}}!}{\textstyle\int _{{B_{{r_{1}}}}}}{\mathrm{e}^{-x}}\hspace{0.1667em}\mathrm{d}x$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, while those in the second sum vanish. Since all subsequent terms are dominated by the latter ones, this combined with (<xref rid="j_vmsta306_eq_035">25</xref>) will prove (<xref rid="j_vmsta306_eq_038">27</xref>).</p>
<p>As <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_150"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</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">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${Z_{i,0}^{(n)}},{Z_{i,1}^{(n)}}-{Z_{i,0}^{(n)}},\dots ,{Z_{i,s}^{(n)}}-{Z_{i,s-1}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are independent <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_151"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">Exp</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false">
<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:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathsf{Exp}\big(\frac{1}{n}\big)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the densities <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_152"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${f_{{r_{1}}}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_153"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${f_{{r_{1}},{r_{2}}}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_154"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ψ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\psi ^{(n)}}\big({Z_{i,{r_{1}}}^{(n)}}\big)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_155"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ψ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ψ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\big({\psi ^{(n)}}\big({Z_{i,{r_{1}}}^{(n)}}\big),{\psi ^{(n)}}\big({Z_{i,{r_{2}}}^{(n)}}\big)\big)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, respectively, can be easily calculated: <disp-formula-group id="j_vmsta306_dg_004">
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_044">
<label>(31)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<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:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mn>𝟙</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">x</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[\[ {f_{{r_{1}}}^{(n)}}(x)=\frac{{(x+\ln n)^{{r_{1}}}}{\mathrm{e}^{-x}}}{n\hspace{0.1667em}{r_{1}}!}\cdot 𝟙\{-\ln n\le x\},\hspace{1em}x\in \mathbb{R},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_045">
<label>(32)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<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">y</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:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>!</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mn>𝟙</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {f_{{r_{1}},{r_{2}}}^{(n)}}(x,y)=\frac{{(x+\ln n)^{{r_{1}}}}{(y-x)^{{r_{2}}-{r_{1}}-1}}{\mathrm{e}^{-y}}}{n\hspace{0.1667em}{r_{1}}!\hspace{0.1667em}({r_{2}}-{r_{1}}-1)!}\cdot 𝟙\{-\ln n\le x\le y\},\hspace{1em}x,y\in \mathbb{R}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</disp-formula-group> Recall that <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_156"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${B_{{r_{1}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_157"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${B_{{r_{2}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> were assumed to be bounded from below. Hence, by (<xref rid="j_vmsta306_eq_041">30</xref>), 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_046">
<label>(33)</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">n</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<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:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mn>𝟙</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">→</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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.2778em"/>
<mml:mspace width="0.2778em"/>
<mml:mspace width="0.2778em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}n& {\ln ^{-{r_{1}}}}n\cdot {P_{{r_{1}}}^{(n)}}=n{\ln ^{-{r_{1}}}}n\cdot {\int _{{B_{{r_{1}}}}}}{f_{{r_{1}}}^{(n)}}(x)\hspace{0.1667em}\mathrm{d}x\\ {} & =\frac{1}{{r_{1}}!}{\int _{{B_{{r_{1}}}}}}{\Big(1+\frac{x}{\ln n}\Big)^{{r_{1}}}}{\mathrm{e}^{-x}}\cdot 𝟙\{-\ln n\le x\}\hspace{0.1667em}\mathrm{d}x\to \frac{1}{{r_{1}}!}{\int _{{B_{{r_{1}}}}}}{\mathrm{e}^{-x}}\hspace{0.1667em}\mathrm{d}x,\hspace{0.2778em}\hspace{0.2778em}\hspace{0.2778em}n\to \infty \end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
due to dominated convergence. Next, 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_047">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="multline-star">
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo largeop="true" movablelimits="true">∬</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<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">y</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="multline-star">
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="-0.1667em"/>
<mml:mo>!</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mspace width="-0.1667em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo largeop="true" movablelimits="true">∬</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="-0.1667em"/>
<mml:mspace width="-0.1667em"/>
<mml:mspace width="-0.1667em"/>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mn>𝟙</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{c}\displaystyle n{\ln ^{-{r_{1}}-{r_{2}}}}n\cdot {P_{{r_{1}},{r_{2}}}^{(n)}}=n{\ln ^{-{r_{1}}-{r_{2}}}}n\cdot {\iint _{{B_{{r_{1}}}}\times {B_{{r_{2}}}}}}{f_{{r_{1}},{r_{2}}}^{(n)}}(x,y)\hspace{0.1667em}\mathrm{d}x\hspace{0.1667em}\mathrm{d}y\\ {} \displaystyle =\frac{{\ln ^{-{r_{2}}}}n}{{r_{1}}\hspace{-0.1667em}!({r_{2}}-{r_{1}}-1)!}\hspace{-0.1667em}{\iint _{{B_{{r_{1}}}}\times {B_{{r_{2}}}}}}\hspace{-0.1667em}\hspace{-0.1667em}\hspace{-0.1667em}{\Big(1+\frac{x}{\ln n}\Big)^{{r_{1}}}}{(y-x)^{{r_{2}}-{r_{1}}-1}}{\mathrm{e}^{-y}}𝟙\{-\ln n\le x\le y\}\hspace{0.1667em}\mathrm{d}x\hspace{0.1667em}\mathrm{d}y,\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
which vanishes as <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_158"><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> again by dominated convergence. This completes the proof of (<xref rid="j_vmsta306_eq_038">27</xref>).</p>
<p>We now turn to the proof of (<xref rid="j_vmsta306_eq_039">28</xref>). Similarly to (<xref rid="j_vmsta306_eq_040">29</xref>), we have 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_048">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<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:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">(</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">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">)</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<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">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</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">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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[\[\begin{aligned}{}\mathbb{E}{H^{(n)}}(U)& =\mathbb{E}{H^{(n)}}\Big({\bigcup \limits_{r=0}^{s}}\big(\{r\}\times {B_{r}}\big)\Big)\\ {} & ={\sum \limits_{r=0}^{s}}\mathbb{E}\big({T_{{\ln ^{-r}}n}}{\eta _{r}^{(n)}}\big)({B_{r}})={\sum \limits_{r=0}^{s}}{\ln ^{-r}}n\cdot \mathbb{E}{\eta _{r}^{(n)}}({B_{r}}).\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
It follows from (<xref rid="j_vmsta306_eq_028">19</xref>) and the i.i.d. property of <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_159"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${Z_{i,r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> that <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_160"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">∼</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">Bin</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{r}^{(n)}}({B_{r}})\sim \mathsf{Bin}\big(n,{P_{r}^{(n)}}\big)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_161"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${P_{r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> given by (<xref rid="j_vmsta306_eq_041">30</xref>). So, by (<xref rid="j_vmsta306_eq_046">33</xref>), 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_049">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<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:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</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">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">→</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">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mtext>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:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \mathbb{E}{H^{(n)}}(U)={\sum \limits_{r=0}^{s}}n{\ln ^{-r}}n\cdot {P_{r}^{(n)}}\to {\sum \limits_{r=0}^{s}}\frac{1}{r!}{\int _{{B_{r}}}}{\mathrm{e}^{-x}}\hspace{0.1667em}\mathrm{d}x\hspace{1em}\text{as}\hspace{2.5pt}n\to \infty ,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
which equals <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_162"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
<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:math><tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}H(U)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> due to (<xref rid="j_vmsta306_eq_035">25</xref>). This concludes the proof of (<xref rid="j_vmsta306_eq_039">28</xref>) and thus of Theorem <xref rid="j_vmsta306_stat_007">4</xref>.  □</p></statement></p>
</sec>
<sec id="j_vmsta306_s_004">
<label>4</label>
<title>Thinning trick</title>
<p>In this section, we consider a somewhat unusual approach to proving limit theorems, which is the basic tool in the proof of Theorem <xref rid="j_vmsta306_stat_001">1</xref>. This approach does not seem to have been used in this context before, and may prove useful elsewhere as well.</p>
<p>For an <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_163"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbb{N}_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-valued random variable <italic>X</italic>, define its <italic>p</italic>-thinning, <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_164"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$p\in [0,1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, by 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_050">
<label>(34)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>⊙</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
<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">X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<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:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ p\odot X={\sum \limits_{i=1}^{X}}{\varepsilon _{i}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_165"><alternatives><mml:math>
<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:math><tex-math><![CDATA[${\varepsilon _{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_166"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">Bin</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathsf{Bin}(1,p)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-distributed and independent of each other and of <italic>X</italic>. Note that, in the notation of the previous section, <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_167"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mover>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>⊙</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$({T_{p}}\eta )(B)\stackrel{d}{=}p\odot \eta (B)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for a proper point process <italic>η</italic> and a Borel set <italic>B</italic>. This operation, going back to [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_027">27</xref>], was then used in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_032">32</xref>] to introduce the concepts of discrete self-decomposability and stability.</p>
<p>The idea behind the proposed technique is to replace the normalization by thinning. In other words, instead of proving that <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_168"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<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:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup><mml:mover>
<mml:mo stretchy="true">→</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mover>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${p^{(n)}}{X^{(n)}}\xrightarrow{d}Y$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with some constants <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_169"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${p^{(n)}}\to 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and a limiting random variable <italic>Y</italic>, we will prove that <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_170"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<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">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup><mml:mover>
<mml:mo stretchy="true">→</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mover>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${p^{(n)}}\odot {X^{(n)}}\xrightarrow{d}Z$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with some new limiting random variable <italic>Z</italic>. The connection between the distributions of <italic>Y</italic> and <italic>Z</italic> can be guessed from the following examples. For <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_171"><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:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${X^{(n)}}=n$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> a.s., we have <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_172"><alternatives><mml:math><mml:mstyle displaystyle="false">
<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: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:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn><mml:mover>
<mml:mo stretchy="true">→</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mover>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\frac{1}{n}{X^{(n)}}=1\xrightarrow{d}1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_173"><alternatives><mml:math><mml:mstyle displaystyle="false">
<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:mo>⊙</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:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup><mml:mover>
<mml:mo stretchy="true">→</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mover>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∼</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">Pois</mml:mi>
<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:math><tex-math><![CDATA[$\frac{1}{n}\odot {X^{(n)}}\xrightarrow{d}Z\sim \mathsf{Pois}(1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> by the Poisson limit theorem. More generally, consider an i.i.d. sequence <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_174"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</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:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$({\xi _{i}},i\in \mathbb{N})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_175"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<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:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}{\xi _{i}}=\lambda $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and denote <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_176"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${X^{(n)}}={\textstyle\sum _{i=1}^{n}}{\xi _{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Due to the law of large numbers, <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_177"><alternatives><mml:math><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup><mml:mover>
<mml:mo stretchy="true">→</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mover>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\frac{1}{n}{X^{(n)}}\xrightarrow{d}\lambda $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and, by Theorem 3.1 in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_017">17</xref>], <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_178"><alternatives><mml:math><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>⊙</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup><mml:mover>
<mml:mo stretchy="true">→</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mover>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∼</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">Pois</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\frac{1}{n}\odot {X^{(n)}}\xrightarrow{d}Z\sim \mathsf{Pois}(\lambda )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. All this suggests that, in general, <italic>Z</italic> must have the mixed Poisson distribution with mixing distribution of <italic>Y</italic> (see, e.g., Chapter 2 in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_016">16</xref>]). This means that 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_051">
<label>(35)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</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[\[ \mathbb{P}\{Z=k\}={\int _{[0,+\infty )}}\frac{{\mathrm{e}^{-y}}{y^{k}}}{k!}\hspace{0.1667em}{F_{Y}}(\mathrm{d}y),\hspace{1em}k\in {\mathbb{N}_{0}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_179"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${F_{Y}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> stands for the distribution function of <italic>Y</italic>.</p>
<p>The main result of this section, Theorem <xref rid="j_vmsta306_stat_012">5</xref> below, justifies this approach. With an eye to the future, we will state and prove it in multidimensional form. Let <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_180"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="bold">Y</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<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: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">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbf{Y}=({Y_{1}},\dots ,{Y_{s}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a random vector with a.s. non-negative components. By analogy with (<xref rid="j_vmsta306_eq_051">35</xref>), the random vector <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_181"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<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>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">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbf{Z}=({Z_{1}},\dots ,{Z_{s}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is said to have a multivariate mixed Poisson distribution with mixing distribution of <bold>Y</bold> (see [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_013">13</xref>] or [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_023">23</xref>]) if 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_052">
<label>(36)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</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">k</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">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo largeop="true" movablelimits="true">∫ · · · ∫</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<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>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">y</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:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</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="0.1667em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</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">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</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[\[\begin{aligned}{}& \mathbb{P}\{{Z_{1}}={k_{1}},\dots ,{Z_{s}}={k_{s}}\}\\ {} & ={\int  \cdot  \cdot  \cdot  \int _{{[0,+\infty )^{s}}}}\frac{{\mathrm{e}^{-{y_{1}}}}{y_{1}^{{k_{1}}}}}{{k_{1}}!}\cdot \dots \cdot \frac{{\mathrm{e}^{-{y_{s}}}}{y_{s}^{{k_{s}}}}}{{k_{s}}!}\hspace{0.1667em}{F_{\mathbf{Y}}}(\mathrm{d}{y_{1}},\dots ,\mathrm{d}{y_{s}}),\hspace{0.1667em}{k_{1}},\dots ,{k_{s}}\in {\mathbb{N}_{0}}.\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<statement id="j_vmsta306_stat_011"><label>Remark 5.</label>
<p>In what follows, we will need another equivalent interpretation of the multivariate mixed Poisson distribution. Namely, we may define <bold>Z</bold> by <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_182"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${Z_{r}}={N_{r}}({Y_{r}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_183"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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">s</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$r=1,\dots ,s$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_184"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${N_{r}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> stand for unit-rate Poisson counting processes, independent of each other and of <bold>Y</bold>.</p></statement><statement id="j_vmsta306_stat_012"><label>Theorem 5.</label>
<p><italic>Let</italic> <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_185"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</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">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}^{(n)}}=\big({X_{1}^{(n)}},\dots ,{X_{s}^{(n)}}\big)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_186"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$n\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, be a sequence of random vectors with</italic> <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_187"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbb{N}_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>-valued components, and</italic> <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_188"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</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">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\big({p_{1}^{(n)}},\dots ,{p_{s}^{(n)}}\big)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_189"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$n\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, a non-random sequence with</italic> <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_190"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${p_{r}^{(n)}}\in [0,1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_191"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<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:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\lim \nolimits_{n\to \infty }}{p_{r}^{(n)}}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_192"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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">s</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$r=1,\dots ,s$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. Assume that</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_053">
<label>(37)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>⊙</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</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">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>⊙</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mover>
<mml:mo stretchy="true">→</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</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">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mtext mathvariant="italic">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:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \big({p_{1}^{(n)}}\odot {X_{1}^{(n)}},\dots ,{p_{s}^{(n)}}\odot {X_{s}^{(n)}}\big)\xrightarrow{d}\big({Z_{1}},\dots ,{Z_{s}}\big)\hspace{1em}\hspace{2.5pt}\textit{as}\hspace{2.5pt}n\to \infty ,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>and the limiting random vector on the right-hand side has a multivariate mixed Poisson distribution</italic> (<xref rid="j_vmsta306_eq_052">36</xref>)<italic>. Suppose additionally that</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_054">
<label>(38)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \underset{n\in \mathbb{N}}{\sup }{p_{r}^{(n)}}\mathbb{E}{X_{r}^{(n)}}\lt \infty ,\hspace{1em}r=1,\dots ,s.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p><italic>Then</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_055">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</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">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mover>
<mml:mo stretchy="true">→</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</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">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mtext mathvariant="italic">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[\[ \big({p_{1}^{(n)}}{X_{1}^{(n)}},\dots ,{p_{s}^{(n)}}{X_{s}^{(n)}}\big)\xrightarrow{d}\big({Y_{1}},\dots ,{Y_{s}}\big)\hspace{1em}\hspace{2.5pt}\textit{as}\hspace{2.5pt}n\to \infty .\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement><statement id="j_vmsta306_stat_013"><label>Proof.</label>
<p>Denote by <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_193"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathcal{G}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the probability generating function of <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_194"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>: 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_056">
<label>(39)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<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>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">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\mathcal{G}_{n}}({u_{1}},\dots ,{u_{s}})=\mathbb{E}\Big({u_{1}^{{X_{1}^{(n)}}}}\cdot \dots \cdot {u_{s}^{{X_{s}^{(n)}}}}\Big),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
which is well defined at least for <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_195"><alternatives><mml:math>
<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>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">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$({u_{1}},\dots ,{u_{s}})\in {[0,1]^{s}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then, by (<xref rid="j_vmsta306_eq_050">34</xref>), the probability generating function of <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_196"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>⊙</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</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">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>⊙</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\big({p_{1}^{(n)}}\odot {X_{1}^{(n)}},\dots ,{p_{s}^{(n)}}\odot {X_{s}^{(n)}}\big)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> takes the form 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_057">
<label>(40)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mspace width="15.2pt"/>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>⊙</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>⊙</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo>
</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:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo>
</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:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mspace width="-7.0pt"/>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<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:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</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">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo>
</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:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo>
</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:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mn>𝟙</mml:mn>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</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:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mspace width="-7.0pt"/>
<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:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</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">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</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:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mspace width="-7.0pt"/>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">)</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mspace width="-7.0pt"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</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">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}& \hspace{15.2pt}\mathbb{E}\Big({u_{1}^{{p_{1}^{(n)}}\odot {X_{1}^{(n)}}}}\cdot \dots \cdot {u_{s}^{{p_{s}^{(n)}}\odot {X_{s}^{(n)}}}}\Big)=\mathbb{E}\bigg({u_{1}^{{\textstyle\textstyle\sum _{i=1}^{{X_{1}^{(n)}}}}{\varepsilon _{1,i}^{(n)}}}}\cdot \dots \cdot {u_{s}^{{\textstyle\textstyle\sum _{i=1}^{{X_{s}^{(n)}}}}{\varepsilon _{s,i}^{(n)}}}}\bigg)\\ {} & =\hspace{1em}\hspace{-7.0pt}\mathbb{E}{\sum \limits_{{k_{1}},\dots ,{k_{s}}=0}^{\infty }}{u_{1}^{{\textstyle\textstyle\sum _{i=1}^{{k_{1}}}}{\varepsilon _{1,i}^{(n)}}}}\cdot \dots \cdot {u_{s}^{{\textstyle\textstyle\sum _{i=1}^{{k_{s}}}}{\varepsilon _{s,i}^{(n)}}}}\cdot 𝟙\big\{{X_{1}^{(n)}}={k_{1}},\dots ,{X_{s}^{(n)}}={k_{s}}\big\}\\ {} & =\hspace{-7.0pt}{\sum \limits_{{k_{1}},\dots ,{k_{s}}=0}^{\infty }}{\Big(\mathbb{E}{u_{1}^{{\varepsilon _{1,1}^{(n)}}}}\Big)^{{k_{1}}}}\cdot \dots \cdot {\Big(\mathbb{E}{u_{s}^{{\varepsilon _{s,1}^{(n)}}}}\Big)^{{k_{s}}}}\cdot \mathbb{P}\big\{{X_{1}^{(n)}}={k_{1}},\dots ,{X_{s}^{(n)}}={k_{s}}\big\}\\ {} & =\hspace{1em}\hspace{-7.0pt}\mathbb{E}\Big({\big({p_{1}^{(n)}}{u_{1}}+{q_{1}^{(n)}}\big)^{{X_{1}^{(n)}}}}\cdot \dots \cdot {\big({p_{s}^{(n)}}{u_{s}}+{q_{s}^{(n)}}\big)^{{X_{s}^{(n)}}}}\Big)\\ {} & =\hspace{1em}\hspace{-7.0pt}{\mathcal{G}_{n}}\big({p_{1}^{(n)}}{u_{1}}+{q_{1}^{(n)}},\dots ,{p_{s}^{(n)}}{u_{s}}+{q_{s}^{(n)}}\big).\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Here <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_197"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\varepsilon _{r,i}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_198"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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">s</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$r=1,\dots ,s$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_199"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$i\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, are independent <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_200"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">Bin</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathsf{Bin}(1,{p_{r}^{(n)}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_201"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${q_{r}^{(n)}}=1-{p_{r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Next, denote by <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_202"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{L}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the Laplace transform of <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_203"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="bold">Y</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<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: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">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbf{Y}=({Y_{1}},\dots ,{Y_{s}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>: 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_058">
<label>(41)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</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">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</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">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \mathcal{L}({t_{1}},\dots ,{t_{s}})=\mathbb{E}{\mathrm{e}^{-{t_{1}}{Y_{1}}-\cdots -{t_{s}}{Y_{s}}}},\hspace{1em}{t_{1}},\dots ,{t_{s}}\ge 0.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Then the probability generating function of <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_204"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<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>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">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbf{Z}=({Z_{1}},\dots ,{Z_{s}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> becomes 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_059">
<label>(42)</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="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">(</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">)</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</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:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</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:msup>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<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">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi>
<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">u</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:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</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:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}\mathbb{E}\big({u_{1}^{{Z_{1}}}}\cdot \dots \cdot {u_{s}^{{Z_{s}}}}\big)& =\mathbb{E}\hspace{0.1667em}{\mathbb{E}_{\mathbf{Y}}}\big({u_{1}^{{Z_{1}}}}\cdot \dots \cdot {u_{s}^{{Z_{s}}}}\big)=\mathbb{E}\Big(\big({\mathbb{E}_{{Y_{1}}}}{u_{1}^{{Z_{1}}}}\big)\cdot \dots \cdot \big({\mathbb{E}_{{Y_{s}}}}{u_{s}^{{Z_{s}}}}\big)\Big)\\ {} & =\mathbb{E}\Big({\mathrm{e}^{-{Y_{1}}(1-{u_{1}})}}\cdot \dots \cdot {\mathrm{e}^{-{Y_{s}}(1-{u_{s}})}}\Big)=\mathcal{L}(1-{u_{1}},\dots ,1-{u_{s}}),\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_205"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</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="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbb{E}_{\mathbf{Y}}},{\mathbb{E}_{{Y_{1}}}},\dots ,{\mathbb{E}_{{Y_{s}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> stand for conditional means with respect to <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_206"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="bold">Y</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</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">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbf{Y},{Y_{1}},\dots ,{Y_{s}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, respectively. So, by (<xref rid="j_vmsta306_eq_053">37</xref>), (<xref rid="j_vmsta306_eq_057">40</xref>), and (<xref rid="j_vmsta306_eq_059">42</xref>), 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_060">
<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:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi>
<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">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</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:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \underset{n\to \infty }{\lim }{\mathcal{G}_{n}}\big({p_{1}^{(n)}}{u_{1}}+{q_{1}^{(n)}},\dots ,{p_{s}^{(n)}}{u_{s}}+{q_{s}^{(n)}}\big)=\mathcal{L}(1-{u_{1}},\dots ,1-{u_{s}}),\hspace{0.2778em}{u_{1}},\dots ,{u_{s}}\in [0,1],\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and thus 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_061">
<label>(43)</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:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</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="1em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \underset{n\to \infty }{\lim }{\mathcal{G}_{n}}\big(1-{p_{1}^{(n)}}{t_{1}},\dots ,1-{p_{s}^{(n)}}{t_{s}}\big)=\mathcal{L}({t_{1}},\dots ,{t_{s}}),\hspace{1em}{t_{1}},\dots ,{t_{s}}\in [0,1].\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>It follows from the multivariate mean value theorem that 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_062">
<label>(44)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mo fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em" stretchy="true">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</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="normal">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em" stretchy="true">|</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo stretchy="false">≤</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">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>∂</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∂</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<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>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">)</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}\Big|{\mathcal{G}_{n}}\big(1-{p_{1}^{(n)}}{t_{1}},& \dots ,1-{p_{s}^{(n)}}{t_{s}}\big)-{\mathcal{G}_{n}}\big({\mathrm{e}^{-{p_{1}^{(n)}}{t_{1}}}},\dots ,{\mathrm{e}^{-{p_{s}^{(n)}}{t_{s}}}}\big)\Big|\\ {} & \le {\sum \limits_{r=1}^{s}}\underset{{u_{1}},\dots ,{u_{s}}\in [0,1]}{\sup }\frac{\partial {\mathcal{G}_{n}}}{\partial {u_{r}}}({u_{1}},\dots ,{u_{s}})\Big({\mathrm{e}^{-{p_{r}^{(n)}}{t_{r}}}}-1+{p_{r}^{(n)}}{t_{r}}\Big).\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Since <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_207"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">O</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathrm{e}^{-{p_{r}^{(n)}}{t_{r}}}}-1+{p_{r}^{(n)}}{t_{r}}=\mathcal{O}\big({p_{r}^{(n)}}\big)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_208"><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>, and 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_063">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>∂</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∂</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<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>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</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">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>∂</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∂</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">O</mml:mi>
<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:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {p_{r}^{(n)}}\underset{{u_{1}},\dots ,{u_{s}}\in [0,1]}{\sup }\frac{\partial {\mathcal{G}_{n}}}{\partial {u_{r}}}({u_{1}},\dots ,{u_{s}})={p_{r}^{(n)}}\frac{\partial {\mathcal{G}_{n}}}{\partial {u_{r}}}(1,\dots ,1)={p_{r}^{(n)}}\mathbb{E}{X_{r}^{(n)}}=\mathcal{O}(1)\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
by (<xref rid="j_vmsta306_eq_054">38</xref>), then the right-hand side of (<xref rid="j_vmsta306_eq_062">44</xref>) is <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_209"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">O</mml:mi>
<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:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{O}(1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_210"><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>. Thus, (<xref rid="j_vmsta306_eq_061">43</xref>) implies 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_064">
<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:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</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="1em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \underset{n\to \infty }{\lim }{\mathcal{G}_{n}}\big({\mathrm{e}^{-{p_{1}^{(n)}}{t_{1}}}},\dots ,{\mathrm{e}^{-{p_{s}^{(n)}}{t_{s}}}}\big)=\mathcal{L}({t_{1}},\dots ,{t_{s}}),\hspace{1em}{t_{1}},\dots ,{t_{s}}\in [0,1].\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Due to (<xref rid="j_vmsta306_eq_056">39</xref>) and (<xref rid="j_vmsta306_eq_058">41</xref>), the left-hand and right-hand sides of the preceding relation are Laplace transforms of <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_211"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</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">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\big({p_{1}^{(n)}}{X_{1}^{(n)}},\dots ,{p_{s}^{(n)}}{X_{s}^{(n)}}\big)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_212"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</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">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\big({Y_{1}},\dots ,{Y_{s}}\big)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, respectively. So, the claim follows from Theorem 2 in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_033">33</xref>].  □</p></statement></p>
</sec>
<sec id="j_vmsta306_s_005">
<label>5</label>
<title>Proof of Theorem <xref rid="j_vmsta306_stat_001">1</xref></title>
<p>In this short section, we apply Theorems <xref rid="j_vmsta306_stat_007">4</xref> and <xref rid="j_vmsta306_stat_012">5</xref> to the proof of Theorem <xref rid="j_vmsta306_stat_001">1</xref>. Let 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_065">
<label>(45)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">inf</mml:mo>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo>×</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:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{l}\displaystyle {\tilde{T}_{0}^{(n)}}=\inf \big\{x\in \mathbb{R}:{H^{(n)}}\big(\{0\}\times (x,+\infty )\big)=0\big\},\\ {} \displaystyle {V_{r}^{(n)}}={H^{(n)}}\big(\{r\}\times \big({\tilde{T}_{0}^{(n)}},+\infty \big)\big)\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
for <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_213"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$r\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. In the notation of Section <xref rid="j_vmsta306_s_002">2</xref>, <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_214"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">max</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ψ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\tilde{T}_{0}^{(n)}}={\max _{i\le n}}{\psi ^{(n)}}\big({Z_{i,0}^{(n)}}\big)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and thus means the (centered and normalized) time when the main collector completes his album in the poissonized scheme. Next, <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_215"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${V_{r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the number of points of the thinned process <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_216"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${T_{{\ln ^{-r}}n}}{\eta _{r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> to the right of <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_217"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\tilde{T}_{0}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. So, according to (<xref rid="j_vmsta306_eq_011">7</xref>), it is easily seen to be equal in distribution to <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_218"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>⊙</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\ln ^{-r}}n\odot {U_{r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where the operation ⊙ is defined in (<xref rid="j_vmsta306_eq_050">34</xref>).</p>
<p>By Theorem <xref rid="j_vmsta306_stat_007">4</xref> and the Skorokhod coupling (see, e.g., [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_029">29</xref>], p. 41), we may assume that <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_219"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup><mml:mover>
<mml:mo stretchy="true">→</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mover>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${H^{(n)}}\xrightarrow{v}H$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> a.s. as <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_220"><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 $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Define <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_221"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\tilde{T}_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_222"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${V_{r}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> similarly to (<xref rid="j_vmsta306_eq_065">45</xref>) but with <italic>H</italic> instead of <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_223"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${H^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Proposition 3.13 in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_028">28</xref>], together with the simplicity of <italic>H</italic> and the independence of its levels, implies that the mappings corresponding to <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_224"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\tilde{T}_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_225"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${V_{r}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are continuous at <italic>H</italic> a.s. Hence, <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_226"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\lim \nolimits_{n\to \infty }}{\tilde{T}_{0}^{(n)}}={\tilde{T}_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_227"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\lim \nolimits_{n\to \infty }}{V_{r}^{(n)}}={V_{r}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> a.s. It is here that we use the fact that <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_228"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${H^{(n)}}(\{r\}\times \cdot )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are given on the semi-compactified space <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_229"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
<mml:mo>∪</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbb{R}\cup \{+\infty \}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, because we need <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_230"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$(x,+\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> to be relatively compact.</p>
<p>Let <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_231"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$({N_{r}}(t),t\ge 0)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_232"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$r\in {\mathbb{N}_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, be independent unit-rate Poisson counting processes. Denote by <italic>E</italic> the first jump time of <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_233"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${N_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and note that <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_234"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∼</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">Exp</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$E\sim \mathsf{Exp}(1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Due to Remarks <xref rid="j_vmsta306_stat_008">3</xref> and <xref rid="j_vmsta306_stat_009">4</xref>, <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_235"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub><mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mover>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${\tilde{T}_{0}}\stackrel{d}{=}-\ln E$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_236"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>!</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$({V_{1}},\dots ,{V_{s}})\stackrel{d}{=}({N_{r}}(E/r!),r=1,\dots ,s)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for any <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_237"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$s\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Summarizing all the above, we have 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_066">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>⊙</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mover>
<mml:mo stretchy="true">→</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>!</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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">s</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="2em"/>
<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[\[ \big({\ln ^{-r}}n\odot {U_{r}^{(n)}},\hspace{0.1667em}r=1,\dots ,s\big)\xrightarrow{d}({N_{r}}(E/r!),\hspace{0.1667em}r=1,\dots ,s),\hspace{2em}n\to \infty .\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>Then, applying Theorem <xref rid="j_vmsta306_stat_012">5</xref> and taking into account Remark <xref rid="j_vmsta306_stat_011">5</xref>, we obtain 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_067">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mover>
<mml:mo stretchy="true">→</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>!</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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">s</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="2em"/>
<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:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \big({\ln ^{-r}}n\cdot {U_{r}^{(n)}},\hspace{0.1667em}r=1,\dots ,s\big)\xrightarrow{d}(E/r!,\hspace{0.1667em}r=1,\dots ,s),\hspace{2em}n\to \infty ,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
condition (<xref rid="j_vmsta306_eq_054">38</xref>) being satisfied due to (<xref rid="j_vmsta306_eq_002">2</xref>) and (<xref rid="j_vmsta306_eq_005">3</xref>). Thus, the convergence in (<xref rid="j_vmsta306_eq_012">8</xref>) holds in the sense of finite-dimensional distributions. To complete the proof, it only remains to note that in <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_238"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbb{R}^{\infty }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the notions of finite-dimensional convergence and convergence in distribution are equivalent (see, e.g., [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_029">29</xref>], pp. 53–54).  □</p>
</sec>
<sec id="j_vmsta306_s_006">
<label>6</label>
<title>Convergence of associated point processes II. <!--br role="newline" /-->An <italic>r</italic>-dependent centering</title>
<p>For the proofs of Theorems <xref rid="j_vmsta306_stat_002">2</xref> and <xref rid="j_vmsta306_stat_005">3</xref>, we will also use a specially constructed sequence of point processes. This time, however, their convergence will be achieved not at the expense of thinning, as in Section <xref rid="j_vmsta306_s_003">3</xref>, but due to an <italic>r</italic>-dependent centering.</p>
<p>On the metric space <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_239"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">X</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$(\mathbb{X},d)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> given by (<xref rid="j_vmsta306_eq_030">21</xref>) and (<xref rid="j_vmsta306_eq_031">22</xref>), consider the point processes <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_240"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\hat{H}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_241"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$n\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, defined as follows: for <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_242"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="fraktur">B</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
<mml:mo>∪</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${B_{r}}\in \mathfrak{B}\big(\mathbb{R}\cup \{+\infty \}\big)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_243"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$r\in {\mathbb{N}_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, let 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_068">
<label>(46)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">(</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">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">)</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">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msubsup>
<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:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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:math><tex-math><![CDATA[\[ {\hat{H}^{(n)}}\Big({\bigcup \limits_{r=0}^{\infty }}\big(\{r\}\times {B_{r}}\big)\Big)={\sum \limits_{r=0}^{\infty }}{\hat{\eta }_{r}^{(n)}}({B_{r}}),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_069">
<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">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<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:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ψ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\hat{\eta }_{r}^{(n)}}={\sum \limits_{i=1}^{n}}{\delta _{{\hat{\psi }_{r}^{(n)}}\big({Z_{i,r}^{(n)}}\big)}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and the centering/normalizing functions <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_244"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ψ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\hat{\psi }_{r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, slightly generalizing <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_245"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ψ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\psi _{r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in (<xref rid="j_vmsta306_eq_029">20</xref>), are defined as follows: 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_070">
<label>(47)</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">ψ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<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:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="italic">ϰ</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\hat{\psi }_{r}^{(n)}}(x)=\frac{x}{n}-\ln n-r\ln \ln n-{\varkappa _{r}^{(n)}},\hspace{1em}x\in \mathbb{R}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Here, for each <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_246"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$r\in {\mathbb{N}_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_247"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="italic">ϰ</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\varkappa _{r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a fixed numerical sequence such that <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_248"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<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:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="italic">ϰ</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\lim \nolimits_{n\to \infty }}{\varkappa _{r}^{(n)}}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. We will also use counterparts of <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_249"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\hat{H}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in the original, non-poissonized scheme: 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_071">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">(</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">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">)</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">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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:math><tex-math><![CDATA[\[ {\hat{\Xi }^{(n)}}\Big({\bigcup \limits_{r=0}^{\infty }}\big(\{r\}\times {B_{r}}\big)\Big)={\sum \limits_{r=0}^{\infty }}{\hat{\xi }_{r}^{(n)}}({B_{r}}),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_072">
<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">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<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:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ψ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\hat{\xi }_{r}^{(n)}}={\sum \limits_{i=1}^{n}}{\delta _{{\hat{\psi }_{r}^{(n)}}\big({Y_{i,r}^{(n)}}\big)}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_250"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${Y_{i,r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are defined at the beginning of Section <xref rid="j_vmsta306_s_002">2</xref>.</p>
<p>The following result is an analogue of Theorem <xref rid="j_vmsta306_stat_007">4</xref> but differs in two significant aspects. Firstly, we now use the <italic>r</italic>-dependent centering (<xref rid="j_vmsta306_eq_070">47</xref>) instead of thinning, and secondly, the original scheme instead of the poissonized one. The latter will require a special depoissonization procedure based on the coupling formula (<xref rid="j_vmsta306_eq_010">6</xref>) and similar to that used in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_019">19</xref>]. Unlike Theorem <xref rid="j_vmsta306_stat_007">4</xref>, we need to consider this result in the original setting rather than in the poissonized one due to the lack of any counterpart to (<xref rid="j_vmsta306_eq_011">7</xref>) for <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_251"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\hat{U}_{r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. <statement id="j_vmsta306_stat_014"><label>Theorem 6.</label>
<p><italic>Let H be defined as in Theorem</italic> <xref rid="j_vmsta306_stat_007"><italic>4</italic></xref><italic>. Then</italic> <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_252"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup><mml:mover>
<mml:mo stretchy="true">→</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mover>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${\hat{\Xi }^{(n)}}\xrightarrow{vd}H$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>as</italic> <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_253"><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 $]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p></statement><statement id="j_vmsta306_stat_015"><label>Remark 6.</label>
<p>This theorem may be regarded as an infinite-dimensional extension of Theorem 3.1 in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_019">19</xref>].</p></statement><statement id="j_vmsta306_stat_016"><label>Proof of Theorem 6.</label>
<p>To begin with, we will return for a while to the poissonized scheme and prove that <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_254"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup><mml:mover>
<mml:mo stretchy="true">→</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mover>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${\hat{H}^{(n)}}\xrightarrow{vd}H$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_255"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$n\to \infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Similarly to (<xref rid="j_vmsta306_eq_038">27</xref>) and (<xref rid="j_vmsta306_eq_039">28</xref>), it is enough only to show that <disp-formula-group id="j_vmsta306_dg_005">
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_073">
<label>(48)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left">
<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:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<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:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
<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:mn>0</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \underset{n\to \infty }{\lim }\mathbb{P}\{{\hat{H}^{(n)}}(U)=0\}=\mathbb{P}\{H(U)=0\},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_074">
<label>(49)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left">
<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:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<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:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
<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 mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \underset{n\to \infty }{\lim }\mathbb{E}{\hat{H}^{(n)}}(U)=\mathbb{E}H(U),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</disp-formula-group> for each <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_256"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">U</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$U\in \mathcal{U}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where the ring <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_257"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">U</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{U}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is defined in (<xref rid="j_vmsta306_eq_037">26</xref>). Moreover, as before we may assume that <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_258"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">⊂</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$U\subset {\mathbb{N}_{0}}\times \mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then, by (<xref rid="j_vmsta306_eq_068">46</xref>) 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_075">
<label>(50)</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="double-struck">P</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<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:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">{</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">(</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">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">}</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">{</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">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msubsup>
<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:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">}</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo>
<mml:msubsup>
<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:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mtext>for</mml:mtext>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}\mathbb{P}\{{\hat{H}^{(n)}}(U)& =0\}=\mathbb{P}\Big\{{\hat{H}^{(n)}}\Big({\bigcup \limits_{r=0}^{s}}\big(\{r\}\times {B_{r}}\big)\Big)=0\Big\}\\ {} & =\mathbb{P}\Big\{{\sum \limits_{r=0}^{s}}{\hat{\eta }_{r}^{(n)}}({B_{r}})=0\Big\}=\mathbb{P}\big\{{\hat{\eta }_{r}^{(n)}}({B_{r}})=0\hspace{2.5pt}\text{for}\hspace{2.5pt}r=0,\dots ,s\big\}.\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Hence, using the i.i.d. property of <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_259"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${Z_{i,r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and inclusion-exclusion, we have 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_076">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<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:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<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:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<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">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \mathbb{P}\{{\hat{H}^{(n)}}(U)=0\}={\Big(1-\sum \limits_{0\le {r_{1}}\le s}{\hat{P}_{{r_{1}}}^{(n)}}+\sum \limits_{0\le {r_{1}}\lt {r_{2}}\le s}{\hat{P}_{{r_{1}},{r_{2}}}^{(n)}}-\cdots +{(-1)^{s+1}}{\hat{P}_{0,1,\dots ,s}^{(n)}}\Big)^{n}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where the probabilities <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_260"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\hat{P}_{{r_{1}},\dots ,{r_{m}}}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are defined similarly to <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_261"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${P_{{r_{1}},\dots ,{r_{m}}}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in (<xref rid="j_vmsta306_eq_041">30</xref>), but with <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_262"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ψ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\hat{\psi }_{r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> instead of <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_263"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ψ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\psi ^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. So, 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_077">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="multline-star">
<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 movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<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:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="multline-star">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<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:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<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:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<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:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<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:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{c}\displaystyle \underset{n\to \infty }{\lim }\ln \mathbb{P}\{{\hat{H}^{(n)}}(U)=0\}\\ {} \displaystyle =-\sum \limits_{0\le {r_{1}}\le s}\underset{n\to \infty }{\lim }n{\hat{P}_{{r_{1}}}^{(n)}}+\sum \limits_{0\le {r_{1}}\lt {r_{2}}\le s}\underset{n\to \infty }{\lim }n{\hat{P}_{{r_{1}},{r_{2}}}^{(n)}}-\cdots +{(-1)^{s+1}}\underset{n\to \infty }{\lim }n{\hat{P}_{0,1,\dots ,s}^{(n)}}.\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
As before, in order to prove (<xref rid="j_vmsta306_eq_073">48</xref>), it suffices to show that the limits in the first sum equal <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_264"><alternatives><mml:math><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∫</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\frac{1}{{r_{1}}!}{\textstyle\int _{{B_{{r_{1}}}}}}{\mathrm{e}^{-x}}\hspace{0.1667em}\mathrm{d}x$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and those in the second sum vanish.</p>
<p>Using (<xref rid="j_vmsta306_eq_044">31</xref>) and (<xref rid="j_vmsta306_eq_045">32</xref>), we may easily calculate the densities <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_265"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\hat{f}_{{r_{1}}}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_266"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\hat{f}_{{r_{1}},{r_{2}}}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_267"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ψ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\hat{\psi }_{{r_{1}}}^{(n)}}\big({Z_{i,{r_{1}}}^{(n)}}\big)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_268"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ψ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ψ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\big({\hat{\psi }_{{r_{1}}}^{(n)}}\big({Z_{i,{r_{1}}}^{(n)}}\big),{\hat{\psi }_{{r_{2}}}^{(n)}}\big({Z_{i,{r_{2}}}^{(n)}}\big)\big)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, respectively: 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_078">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<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:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="italic">ϰ</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="italic">ϰ</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mn>𝟙</mml:mn>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="italic">ϰ</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</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:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<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">y</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:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="italic">ϰ</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="italic">ϰ</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>!</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd/>
<mml:mtd>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="italic">ϰ</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="italic">ϰ</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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:msup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd/>
<mml:mtd>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:mn>𝟙</mml:mn>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="italic">ϰ</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="italic">ϰ</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="italic">ϰ</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{l}\displaystyle {\hat{f}_{{r_{1}}}^{(n)}}(x)=\frac{{\big(\frac{x}{\ln n}+\frac{{r_{1}}\ln \ln n}{\ln n}+\frac{{\varkappa _{{r_{1}}}^{(n)}}}{\ln n}+1\big)^{{r_{1}}}}{\mathrm{e}^{-x-{\varkappa _{{r_{1}}}^{(n)}}}}}{n\hspace{0.1667em}{r_{1}}!}\cdot 𝟙\big\{-\ln n-{r_{1}}\ln \ln n-{\varkappa _{{r_{1}}}^{(n)}}\le x\big\},\\ {} \displaystyle \begin{aligned}{}{\hat{f}_{{r_{1}},{r_{2}}}^{(n)}}& (x,y)=\frac{{\big(\frac{x}{\ln n}+\frac{{r_{1}}\ln \ln n}{\ln n}+\frac{{\varkappa _{{r_{1}}}^{(n)}}}{\ln n}+1\big)^{{r_{1}}}}{\mathrm{e}^{-y-{\varkappa _{{r_{2}}}^{(n)}}}}}{n\hspace{0.1667em}{r_{1}}!\hspace{0.1667em}({r_{2}}-{r_{1}}-1)!}\\ {} & \times {\big(y-x+({r_{2}}-{r_{1}})\ln \ln n+\big({\varkappa _{{r_{2}}}^{(n)}}-{\varkappa _{{r_{1}}}^{(n)}}\big)\big)^{{r_{2}}-{r_{1}}-1}}{(\ln n)^{-({r_{2}}-{r_{1}})}}\\ {} & \times 𝟙\big\{-\ln n-{r_{2}}\ln \ln n-{\varkappa _{{r_{2}}}^{(n)}}\le x-({r_{2}}-{r_{1}})\ln \ln n-\big({\varkappa _{{r_{2}}}^{(n)}}-{\varkappa _{{r_{1}}}^{(n)}}\big)\le y\big\}.\end{aligned}\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Hence, 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_079">
<label>(51)</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">n</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mspace width="-0.1667em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="-0.1667em"/>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<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:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="italic">ϰ</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="italic">ϰ</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:mn>𝟙</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="italic">ϰ</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">→</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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mtext>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:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}n{\hat{P}_{{r_{1}}}^{(n)}}& =n\hspace{-0.1667em}{\int _{{B_{{r_{1}}}}}}\hspace{-0.1667em}{\hat{f}_{{r_{1}}}^{(n)}}(x)\hspace{0.1667em}\mathrm{d}x=\frac{1}{{r_{1}}!}{\int _{{B_{{r_{1}}}}}}{\Big(\frac{x}{\ln n}+\frac{{r_{1}}\ln \ln n}{\ln n}+\frac{{\varkappa _{{r_{1}}}^{(n)}}}{\ln n}+1\Big)^{{r_{1}}}}{\mathrm{e}^{-x-{\varkappa _{{r_{1}}}^{(n)}}}}\\ {} & \times 𝟙\{-\ln n-{r_{1}}\ln \ln n-{\varkappa _{{r_{1}}}^{(n)}}\le x\}\hspace{0.1667em}\mathrm{d}x\to \frac{1}{{r_{1}}!}{\int _{{B_{{r_{1}}}}}}{\mathrm{e}^{-x}}\hspace{0.1667em}\mathrm{d}x\hspace{1em}\text{as}\hspace{2.5pt}n\to \infty \end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
by dominated convergence since <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_269"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${B_{{r_{1}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is bounded from below.</p>
<p>The proof that <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_270"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<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:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\lim \nolimits_{n\to \infty }}n{\hat{P}_{{r_{1}},{r_{2}}}^{(n)}}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a bit more technical than a similar piece in the proof of Theorem <xref rid="j_vmsta306_stat_007">4</xref>. Letting <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_271"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">inf</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$\alpha =\inf {B_{{r_{1}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_272"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">inf</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$\beta =\inf {B_{{r_{2}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and noting that <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_273"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\alpha ,\beta \gt -\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we have 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_080">
<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">n</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<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">y</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>!</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="italic">ϰ</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="italic">ϰ</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="italic">ϰ</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="italic">ϰ</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:mn>𝟙</mml:mn>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="italic">ϰ</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="italic">ϰ</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="italic">ϰ</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}n& {\hat{P}_{{r_{1}},{r_{2}}}^{(n)}}\le n{\int _{\alpha }^{+\infty }}{\int _{\beta }^{+\infty }}{\hat{f}_{{r_{1}},{r_{2}}}^{(n)}}(x,y)\hspace{0.1667em}\mathrm{d}x\hspace{0.1667em}\mathrm{d}y\\ {} & =\frac{{(\ln n)^{-({r_{2}}-{r_{1}})}}}{{r_{1}}!\hspace{0.1667em}({r_{2}}-{r_{1}}-1)!}{\int _{\alpha }^{+\infty }}{\int _{\beta }^{+\infty }}{\Big(\frac{x}{\ln n}+\frac{{r_{1}}\ln \ln n}{\ln n}+\frac{{\varkappa _{{r_{1}}}^{(n)}}}{\ln n}+1\Big)^{{r_{1}}}}\\ {} & \times {\big(y-x+({r_{2}}-{r_{1}})\ln \ln n+\big({\varkappa _{{r_{2}}}^{(n)}}-{\varkappa _{{r_{1}}}^{(n)}}\big)\big)^{{r_{2}}-{r_{1}}-1}}{\mathrm{e}^{-y-{\varkappa _{{r_{2}}}^{(n)}}}}\\ {} & \times 𝟙\big\{-\ln n-{r_{2}}\ln \ln n-{\varkappa _{{r_{2}}}^{(n)}}\le x-({r_{2}}-{r_{1}})\ln \ln n-\big({\varkappa _{{r_{2}}}^{(n)}}-{\varkappa _{{r_{1}}}^{(n)}}\big)\le y\big\}\hspace{0.1667em}\mathrm{d}x\hspace{0.1667em}\mathrm{d}y.\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Setting <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_274"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="italic">ϰ</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="italic">ϰ</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$z=y-x+({r_{2}}-{r_{1}})\ln \ln n+\big({\varkappa _{{r_{2}}}^{(n)}}-{\varkappa _{{r_{1}}}^{(n)}}\big)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we then obtain 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_081">
<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">n</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">≤</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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>!</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em" stretchy="true">|</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="italic">ϰ</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em" stretchy="true">|</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<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">z</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="italic">ϰ</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mn>𝟙</mml:mn>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="italic">ϰ</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="italic">ϰ</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}n& {\hat{P}_{{r_{1}},{r_{2}}}^{(n)}}\le \frac{1}{{r_{1}}!\hspace{0.1667em}({r_{2}}-{r_{1}}-1)!}{\int _{\alpha }^{+\infty }}{\int _{0}^{+\infty }}{\Big|\frac{x}{\ln n}+\frac{{r_{1}}\ln \ln n}{\ln n}+\frac{{\varkappa _{{r_{1}}}^{(n)}}}{\ln n}+1\Big|^{{r_{1}}}}\\ {} & \times {z^{{r_{2}}-{r_{1}}-1}}{\mathrm{e}^{-(x+z+{\varkappa _{{r_{1}}}^{(n)}})}}\cdot 𝟙\big\{x+z\ge \beta +({r_{2}}-{r_{1}})\ln \ln n+\big({\varkappa _{{r_{2}}}^{(n)}}-{\varkappa _{{r_{1}}}^{(n)}}\big)\big\}\hspace{0.1667em}\mathrm{d}x\hspace{0.1667em}\mathrm{d}z.\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Again by dominated convergence, the right-hand side vanishes as <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_275"><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>. This completes the proof of (<xref rid="j_vmsta306_eq_073">48</xref>).</p>
<p>The proof of (<xref rid="j_vmsta306_eq_074">49</xref>) is similar to that of (<xref rid="j_vmsta306_eq_039">28</xref>). Analogously to (<xref rid="j_vmsta306_eq_075">50</xref>), 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_082">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<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:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">(</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">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">)</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">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:msubsup>
<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:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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[\[ \mathbb{E}{\hat{H}^{(n)}}(U)=\mathbb{E}{\hat{H}^{(n)}}\Big({\bigcup \limits_{r=0}^{s}}\big(\{r\}\times {B_{r}}\big)\Big)={\sum \limits_{r=0}^{s}}\mathbb{E}{\hat{\eta }_{r}^{(n)}}({B_{r}}).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Since <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_276"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<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:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">∼</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">Bin</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\hat{\eta }_{r}^{(n)}}({B_{r}})\sim \mathsf{Bin}\big(n,{\hat{P}_{r}^{(n)}}\big)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, (<xref rid="j_vmsta306_eq_079">51</xref>) yields 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_083">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<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:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</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">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:munderover>
<mml:mo stretchy="true">→</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow/>
</mml:munderover>
<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">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
<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:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \mathbb{E}{\hat{H}^{(n)}}(U)={\sum \limits_{r=0}^{s}}n{\hat{P}_{r}^{(n)}}{\xrightarrow[n\to \infty ]{}}{\sum \limits_{r=0}^{s}}\frac{1}{r!}{\int _{{B_{r}}}}{\mathrm{e}^{-x}}\hspace{0.1667em}\mathrm{d}x=\mathbb{E}H(U).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
This proves (<xref rid="j_vmsta306_eq_074">49</xref>), which, along with (<xref rid="j_vmsta306_eq_073">48</xref>), delivers <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_277"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:munderover>
<mml:mo stretchy="true">→</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${\hat{H}^{(n)}}{\xrightarrow[n\to \infty ]{vd}}H$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Our next goal is to carry out a depoissonization procedure which enables to turn <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_278"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup><mml:mover>
<mml:mo stretchy="true">→</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mover>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${\hat{H}^{(n)}}\xrightarrow{vd}H$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> into <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_279"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup><mml:mover>
<mml:mo stretchy="true">→</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mover>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${\hat{\Xi }^{(n)}}\xrightarrow{vd}H$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Let <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_280"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">C</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{C}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> stand for the ring of finite unions of disjoint closed segments on different levels of <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_281"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="double-struck">X</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbb{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, which are bounded with respect to <italic>d</italic> in (<xref rid="j_vmsta306_eq_031">22</xref>): 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_084">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="script">C</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">{</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">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<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:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</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">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</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">}</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \mathcal{C}=\Big\{{\bigcup \limits_{r=0}^{s}}{\bigcup \limits_{k=1}^{{l_{r}}}}\big(\{r\}\times [{a_{r,k}},{b_{r,k}}]\big):s,{l_{0}},\dots ,{l_{s}}\in {\mathbb{N}_{0}}\Big\}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Here <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_282"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
<mml:mo>∪</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${a_{r,k}},{b_{r,k}}\in \mathbb{R}\cup \{+\infty \}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and we will always use the convention that <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_283"><alternatives><mml:math>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
<mml:mo>±</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$+\infty \pm \varepsilon =+\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. In the terminology of [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_022">22</xref>], <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_284"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">C</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{C}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a dissecting ring in <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_285"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">X</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$(\mathbb{X},d)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Fix any <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_286"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">C</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$C\in \mathcal{C}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. By Lemma 3.4 in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_019">19</xref>], which was proved on the basis of the coupling formula (<xref rid="j_vmsta306_eq_010">6</xref>), for any <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_287"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$n\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_288"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\varepsilon \gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and all <italic>r</italic>, <italic>k</italic> we have 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_085">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="multline-star">
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">≠</mml:mo>
<mml:msubsup>
<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:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="multline-star">
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo>
<mml:msubsup>
<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:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo>
<mml:msubsup>
<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:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{c}\displaystyle \mathbb{P}\big\{{\hat{\xi }_{r}^{(n)}}\big([{a_{r,k}},{b_{r,k}}]\big)\ne {\hat{\eta }_{r}^{(n)}}\big([{a_{r,k}},{b_{r,k}}]\big)\big\}\\ {} \displaystyle \le {c_{r}}{\varepsilon ^{-4}}{n^{-1}}+\mathbb{P}\big\{{\hat{\eta }_{r}^{(n)}}\big([{a_{r,k}}-\varepsilon ,{a_{r,k}}+\varepsilon ]\big)\ge 1\big\}+\mathbb{P}\big\{{\hat{\eta }_{r}^{(n)}}\big([{b_{r,k}}-\varepsilon ,{b_{r,k}}+\varepsilon ]\big)\ge 1\big\}\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
with some <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_289"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${c_{r}}\gt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. (In fact, this lemma was proved for the centering/normalizing function <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_290"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ψ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\psi _{r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, not <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_291"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ψ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\hat{\psi }_{r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and for <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_292"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</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[${a_{r,k}},{b_{r,k}}\in \mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, not <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_293"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
<mml:mo>∪</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbb{R}\cup \{+\infty \}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, but its proof remains valid also in our case.) Taking <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_294"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\varepsilon ={n^{-\frac{1}{5}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we then obtain: 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_086">
<label>(52)</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="double-struck">P</mml:mi>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo stretchy="false">≠</mml:mo>
<mml:msubsup>
<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:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo>
<mml:msubsup>
<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:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo>
<mml:msubsup>
<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:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}\mathbb{P}\big\{{\hat{\xi }_{r}^{(n)}}\big([{a_{r,k}},{b_{r,k}}]\big)& \ne {\hat{\eta }_{r}^{(n)}}\big([{a_{r,k}},{b_{r,k}}]\big)\big\}\le {c_{r}}{n^{-\frac{1}{5}}}\\ {} & +\mathbb{P}\big\{{\hat{\eta }_{r}^{(n)}}\big([{a_{r,k}}-{n^{-\frac{1}{5}}},{a_{r,k}}+{n^{-\frac{1}{5}}}]\big)\ge 1\big\}\\ {} & +\mathbb{P}\big\{{\hat{\eta }_{r}^{(n)}}\big([{b_{r,k}}-{n^{-\frac{1}{5}}},{b_{r,k}}+{n^{-\frac{1}{5}}}]\big)\ge 1\big\}.\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>Let <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_295"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{r}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_296"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$r\in {\mathbb{N}_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, stand for the Poisson point process on <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_297"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
<mml:mo>∪</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbb{R}\cup \{+\infty \}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with intensity measure <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_298"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\lambda _{r}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> given by 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_087">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">B</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>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<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="fraktur">B</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
<mml:mo>∪</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\lambda _{r}}(B)=\frac{1}{r!}{\int _{B}}{\mathrm{e}^{-x}}\hspace{0.1667em}\mathrm{d}x,\hspace{1em}B\in \mathfrak{B}\big(\mathbb{R}\cup \{+\infty \}\big).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Actually, <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_299"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\eta _{r}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are the single-level point processes which make up the limiting multilevel process <italic>H</italic>. Since <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_300"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:munderover>
<mml:mo stretchy="true">→</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${\hat{H}^{(n)}}{\xrightarrow[n\to \infty ]{vd}}H$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> implies <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_301"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<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:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:munderover>
<mml:mo stretchy="true">→</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\hat{\eta }_{r}^{(n)}}{\xrightarrow[n\to \infty ]{vd}}{\eta _{r}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we get 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_088">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo>
<mml:msubsup>
<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:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo>
<mml:munderover>
<mml:mo stretchy="true">→</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow/>
</mml:munderover>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo>
<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[\[ \mathbb{P}\big\{{\hat{\eta }_{r}^{(n)}}\big([{a_{r,k}}-{n^{-\frac{1}{5}}},{a_{r,k}}+{n^{-\frac{1}{5}}}]\big)\ge 1\big\}{\xrightarrow[n\to \infty ]{}}\mathbb{P}\big\{{\eta _{r}}\big(\{{a_{r,k}}\}\big)\ge 1\big\}=0,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and the same holds for <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_302"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${b_{r,k}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Here the simultaneous passage to the limit in the measure and its argument is justified by Lemma 3.5 in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_019">19</xref>]. Hence, by (<xref rid="j_vmsta306_eq_086">52</xref>) 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_089">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">≠</mml:mo>
<mml:msubsup>
<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:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="2em"/>
<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[\[ \mathbb{P}\big\{{\hat{\xi }_{r}^{(n)}}\big([{a_{r,k}},{b_{r,k}}]\big)\ne {\hat{\eta }_{r}^{(n)}}\big([{a_{r,k}},{b_{r,k}}]\big)\big\}\to 0,\hspace{2em}n\to \infty .\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
So, by the coupling inequality we have for any <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_303"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$m\in {\mathbb{N}_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_090">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="multline-star">
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em" stretchy="true">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<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:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<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:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em" stretchy="true">|</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<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:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">≠</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<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:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="multline-star">
<mml:mo stretchy="false">≤</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">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<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:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">≠</mml:mo>
<mml:msubsup>
<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:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="2em"/>
<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[\[\begin{array}{c}\displaystyle \big|\mathbb{P}\big\{{\hat{\Xi }^{(n)}}(C)=m\big\}-\mathbb{P}\big\{{\hat{H}^{(n)}}(C)=m\big\}\big|\le \mathbb{P}\big\{{\hat{\Xi }^{(n)}}(C)\ne {\hat{H}^{(n)}}(C)\big\}\\ {} \displaystyle \le {\sum \limits_{r=0}^{s}}{\sum \limits_{k=1}^{{l_{r}}}}\mathbb{P}\big\{{\hat{\xi }_{r}^{(n)}}\big([{a_{r,k}},{b_{r,k}}]\big)\ne {\hat{\eta }_{r}^{(n)}}\big([{a_{r,k}},{b_{r,k}}]\big)\big\}\to 0,\hspace{2em}n\to \infty .\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Thus, it follows from <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_304"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:munderover>
<mml:mo stretchy="true">→</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${\hat{H}^{(n)}}{\xrightarrow[n\to \infty ]{vd}}H$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> that 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_091">
<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:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<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:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<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:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<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:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \underset{n\to \infty }{\lim }\mathbb{P}\big\{{\hat{\Xi }^{(n)}}(C)=m\big\}=\underset{n\to \infty }{\lim }\mathbb{P}\big\{{\hat{H}^{(n)}}(C)=m\big\}=\mathbb{P}\big\{H(C)=m\big\}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
for any <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_305"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">C</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$C\in \mathcal{C}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_306"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$m\in {\mathbb{N}_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Since <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_307"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">C</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{C}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a dissecting ring and the limiting point process <italic>H</italic> is simple, Theorem 4.15 in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_022">22</xref>] yields <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_308"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:munderover>
<mml:mo stretchy="true">→</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${\hat{\Xi }^{(n)}}{\xrightarrow[n\to \infty ]{vd}}H$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. This completes the proof.  □</p></statement></p>
</sec>
<sec id="j_vmsta306_s_007">
<label>7</label>
<title>Proof of Theorems <xref rid="j_vmsta306_stat_002">2</xref> and <xref rid="j_vmsta306_stat_005">3</xref></title>
<p>In this section, we apply Theorem <xref rid="j_vmsta306_stat_014">6</xref> to the proof of Theorems <xref rid="j_vmsta306_stat_002">2</xref> and <xref rid="j_vmsta306_stat_005">3</xref>. As in Section <xref rid="j_vmsta306_s_005">5</xref>, it suffices only to prove the convergence of finite-dimensional distributions.</p>
<p>Similarly to (<xref rid="j_vmsta306_eq_065">45</xref>), let 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_092">
<label>(53)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">inf</mml:mo>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo>×</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:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</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:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{l}\displaystyle {\hat{T}_{r}^{(n)}}=\inf \big\{x\in \mathbb{R}:{\hat{\Xi }^{(n)}}\big(\{r\}\times (x,+\infty )\big)=0\big\},\\ {} \displaystyle {\hat{V}_{r}^{(n)}}={\hat{\Xi }^{(n)}}\big(\{r\}\times \big({\hat{T}_{0}^{(n)}},+\infty \big)\big)\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
for <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_309"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$r\in {\mathbb{N}_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Particularly, <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_310"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</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:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\hat{V}_{0}^{(n)}}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> a.s. By definition of <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_311"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\hat{\Xi }^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_312"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\hat{\xi }_{r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and according to (<xref rid="j_vmsta306_eq_008">4</xref>), it holds that 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_093">
<label>(54)</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">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">max</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ψ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ψ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\hat{T}_{r}^{(n)}}=\underset{i\le n}{\max }{\hat{\psi }_{r}^{(n)}}\big({Y_{i,r}^{(n)}}\big)={\hat{\psi }_{r}^{(n)}}\big({T_{r}^{(n)}}\big).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Thus, <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_313"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\hat{T}_{r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> means the (centered and normalized) time when the <italic>r</italic>th collector completes his album in the original, non-poissonized scheme. Next, <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_314"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\hat{V}_{r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the number of points of the single-level process <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_315"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\hat{\xi }_{r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> to the right of <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_316"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</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:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\hat{T}_{0}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. By definition of <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_317"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\hat{\xi }_{r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and according to (<xref rid="j_vmsta306_eq_070">47</xref>), (<xref rid="j_vmsta306_eq_093">54</xref>), we have 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_094">
<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">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">card</mml:mo>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="italic">ϰ</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="italic">ϰ</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\hat{V}_{r}^{(n)}}=\operatorname{card}\big\{i:{Y_{i,r}^{(n)}}\gt {T_{0}^{(n)}}+rn\ln \ln n+n\big({\varkappa _{r}^{(n)}}-{\varkappa _{0}^{(n)}}\big)\big\}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Comparing this with (<xref rid="j_vmsta306_eq_013">9</xref>), we can see that, with any choice of <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_318"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="script">O</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathcal{O}(n)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in (<xref rid="j_vmsta306_eq_014">10</xref>), one may choose <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_319"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="italic">ϰ</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\varkappa _{r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_320"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$r\in {\mathbb{N}_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, in such a way that <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_321"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\hat{V}_{r}^{(n)}}={\hat{U}_{r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Just as it was done in Section <xref rid="j_vmsta306_s_005">5</xref>, Theorem <xref rid="j_vmsta306_stat_014">6</xref> and the Skorokhod coupling imply that, for any <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_322"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$s\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_095">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<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">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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">s</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mover>
<mml:mo stretchy="true">→</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>!</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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">s</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="2em"/>
<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:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \big({\hat{U}_{r}^{(n)}},\hspace{0.1667em}r=1,\dots ,s\big)\xrightarrow{d}({N_{r}}(E/r!),\hspace{0.1667em}r=1,\dots ,s),\hspace{2em}n\to \infty ,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_323"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∼</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">Exp</mml:mi>
<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:math><tex-math><![CDATA[$E\sim \mathsf{Exp}(1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_324"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${N_{r}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are unit-rate Poisson counting processes, independent of each other and of <italic>E</italic>. This completes the proof of (<xref rid="j_vmsta306_eq_016">12</xref>). The generating function of the random vector on the right-hand side can be easily calculated by means of conditioning with respect to <italic>E</italic>: 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_096">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="multline-star">
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">(</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">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>!</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">(</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">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>!</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">(</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">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
<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">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">)</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="multline-star">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<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">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="2em"/>
<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>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">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{c}\displaystyle \mathbb{E}\Big({\prod \limits_{r=1}^{s}}{u_{r}^{{N_{r}}(E/r!)}}\Big)=\mathbb{E}\Big({\prod \limits_{r=1}^{s}}{\mathbb{E}_{E}}\big({u_{r}^{{N_{r}}(E/r!)}}\big)\Big)=\mathbb{E}\Big({\prod \limits_{r=1}^{s}}{\mathrm{e}^{-E(1-{u_{r}})/r!}}\Big)\\ {} \displaystyle ={\int _{0}^{+\infty }}{\mathrm{e}^{-x-x{\textstyle\textstyle\sum _{r=1}^{s}}\frac{1-{u_{r}}}{r!}}}\hspace{0.1667em}\mathrm{d}x={\Big(1+{\sum \limits_{r=1}^{s}}\frac{1-{u_{r}}}{r!}\Big)^{-1}},\hspace{2em}({u_{1}},\dots ,{u_{s}})\in {[0,1]^{s}}.\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Letting here <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_325"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$s\to \infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> yields (<xref rid="j_vmsta306_eq_015">11</xref>).</p>
<p>Finally, again Theorem <xref rid="j_vmsta306_stat_014">6</xref> and the Skorokhod coupling, combined with (<xref rid="j_vmsta306_eq_093">54</xref>), (<xref rid="j_vmsta306_eq_092">53</xref>), and Remarks <xref rid="j_vmsta306_stat_008">3</xref>, <xref rid="j_vmsta306_stat_009">4</xref> imply that, for any <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_326"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$s\in {\mathbb{N}_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, 
<disp-formula id="j_vmsta306_eq_097">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="multline-star">
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ψ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="multline-star">
<mml:mover>
<mml:mo stretchy="true">→</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>!</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="2em"/>
<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:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{c}\displaystyle \big({\hat{\psi }_{r}^{(n)}}\big({T_{r}^{(n)}}\big),r=0,\dots ,s\big)=\big({\hat{T}_{r}^{(n)}},r=0,\dots ,s\big)\\ {} \displaystyle \xrightarrow{d}\big(-\ln r!-\ln {E_{r}},r=0,\dots ,s\big),\hspace{2em}n\to \infty ,\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_327"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${E_{r}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are independent <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_328"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">Exp</mml:mi>
<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:math><tex-math><![CDATA[$\mathsf{Exp}(1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-distributed random variables. Here <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_329"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${E_{r}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> actually means the first jump time of <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_330"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${N_{r}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Thus, <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_331"><alternatives><mml:math>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>!</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$-\ln r!-\ln {E_{r}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> on the right-hand side, by Remark <xref rid="j_vmsta306_stat_009">4</xref>, is the rightmost point of <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_332"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$H\big(\{r\}\times \cdot \big)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the <italic>r</italic>th level of the limiting process <italic>H</italic>. To complete the proof of (<xref rid="j_vmsta306_eq_024">16</xref>), it suffices to note that <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_333"><alternatives><mml:math>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>!</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">ln</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub><mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$-\ln r!-\ln {E_{r}}\stackrel{d}{=}{B_{r}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> from (<xref rid="j_vmsta306_eq_023">15</xref>), and to put in (<xref rid="j_vmsta306_eq_070">47</xref>) <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_334"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="italic">ϰ</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\varkappa _{r}^{(n)}}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.  □</p>
</sec>
<sec id="j_vmsta306_s_008">
<label>8</label>
<title>Concluding remarks and open problems</title>
<p>In Theorems <xref rid="j_vmsta306_stat_001">1</xref> and <xref rid="j_vmsta306_stat_002">2</xref>, the reference point is <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_335"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${T_{0}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the time when the main collector completed his album. That is, we studied the number of empty spots in the album of the <italic>r</italic>th brother at time <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_336"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${T_{0}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in Theorem <xref rid="j_vmsta306_stat_001">1</xref> and at time <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_337"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${T_{0}^{(n)}}+{d_{r}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in Theorem <xref rid="j_vmsta306_stat_002">2</xref>. Similarly, we could fix some <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_338"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</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="double-struck">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${r_{0}}\in {\mathbb{N}_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and consider the number of empty spots in the collection of the <italic>r</italic>th brother at times <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_339"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${T_{{r_{0}}}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_340"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${T_{{r_{0}}}^{(n)}}+{d_{r,{r_{0}}}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with some <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_341"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${d_{r,{r_{0}}}^{(n)}}\to +\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_342"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$n\to \infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The former makes sense only for <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_343"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$r\gt {r_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, while, in the latter case, we may consider <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_344"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$r\lt {r_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_345"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${d_{r,{r_{0}}}^{(n)}}\lt 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, replacing <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_346"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${d_{r,{r_{0}}}^{(n)}}\to +\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> by <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_347"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${d_{r,{r_{0}}}^{(n)}}\to -\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Repeating the above proofs with minimal changes, we can derive analogous results with similar limiting distributions (exponential and geometric, respectively).</p>
<p>Another possible reference point is <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_348"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${T_{0}^{(n)}}(m)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_349"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$m\in {\mathbb{N}_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the time when the main collector first assembled some <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_350"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$n-m$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (unspecified) of <italic>n</italic> coupons, or <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_351"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${T_{{r_{0}}}^{(n)}}(m)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the similar value for the <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_352"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mspace width="0.1667em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${r_{0}^{\hspace{0.1667em}\hspace{0.1667em}th}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> collector. In this notation, <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_353"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${T_{{r_{0}}}^{(n)}}(0)={T_{{r_{0}}}^{(n)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. In this case, we come to more general limiting distributions — gamma and negative binomial, respectively. This can be proved along the above lines.</p>
<p>Let us now dwell on some possible directions for further research. Computer simulations show that the rate of convergence in Theorems <xref rid="j_vmsta306_stat_001">1</xref> and <xref rid="j_vmsta306_stat_002">2</xref> is rather slow. It would be interesting to obtain, for each fixed <inline-formula id="j_vmsta306_ineq_354"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$r\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, upper bounds on the rates of convergence of the <italic>r</italic>th coordinates in the Wasserstein distance for Theorem <xref rid="j_vmsta306_stat_001">1</xref> and in the total variation distance for Theorem <xref rid="j_vmsta306_stat_002">2</xref>, similarly to the recent work [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_009">9</xref>] on the Erdős–Rényi limit theorem (<xref rid="j_vmsta306_eq_001">1</xref>), which is the one-dimensional version of Theorem <xref rid="j_vmsta306_stat_005">3</xref>. The most natural tool for this is Stein’s method. The relevant techniques for exponential and geometric approximation are summarized, for example, in Sections 5 and 6 of [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_030">30</xref>]. Some applications of Stein–Chen Poisson approximation to the coupon collector’s problem are given in Chapter 6 of [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_006">6</xref>] and in Examples 4.34 and 4.35 of [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_030">30</xref>].</p>
<p>The extended coupon collector’s problem with unequal probabilities provides a natural direction for future research. Some steps in this direction were taken in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_011">11</xref>]. Finally, related questions can also be posed for variants of the coupon collector’s problem with group drawings, as considered, e.g., in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_031">31</xref>] and in the recent work [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta306_ref_003">3</xref>].</p>
</sec>
</body>
<back>
<ack id="j_vmsta306_ack_001">
<title>Acknowledgments</title>
<p>The author thanks the anonymous referee for suggestions that helped improve the exposition.</p></ack>
<ref-list id="j_vmsta306_reflist_001">
<title>References</title>
<ref id="j_vmsta306_ref_001">
<label>[1]</label><mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Abraham</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Brockman</surname>, <given-names>G.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Sapp</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Godbole</surname>, <given-names>A.P.</given-names></string-name>: <article-title>Omnibus sequences, coupon collection, and missing word counts</article-title>. <source>Methodol. Comput. Appl. Probab.</source> <volume>15</volume>(<issue>2</issue>), <fpage>363</fpage>–<lpage>378</lpage> (<year>2013</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3053962">MR3053962</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1007/s11009-011-9247-6" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1007/s11009-011-9247-6</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta306_ref_002">
<label>[2]</label><mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Adler</surname>, <given-names>I.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Oren</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Ross</surname>, <given-names>S.M.</given-names></string-name>: <article-title>The coupon-collector’s problem revisited</article-title>. <source>J. Appl. Probab.</source> <volume>40</volume>(<issue>2</issue>), <fpage>513</fpage>–<lpage>518</lpage> (<year>2003</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1978107">MR1978107</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1017/s002190020001946x" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1017/s002190020001946x</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta306_ref_003">
<label>[3]</label><mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Athreya</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Mukherjee</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Mukherjee</surname>, <given-names>S.S.</given-names></string-name>: <article-title>On a generalisation of the coupon collector problem</article-title>. <source>J. Theor. Probab.</source> <volume>38</volume>(<issue>3</issue>) (<year>2025</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=4958906">MR4958906</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1007/s10959-025-01432-x" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1007/s10959-025-01432-x</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta306_ref_004">
<label>[4]</label><mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Barak-Pelleg</surname>, <given-names>D.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Berend</surname>, <given-names>D.</given-names></string-name>: <article-title>The time for reconstructing the attack graph in DDoS attacks</article-title>. <source>J. Math. Anal. Appl.</source> <volume>531</volume>(<issue>2</issue>) (<year>2024</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=4665508">MR4665508</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.jmaa.2023.127889" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1016/j.jmaa.2023.127889</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta306_ref_005">
<label>[5]</label><mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Barak-Pelleg</surname>, <given-names>D.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Berend</surname>, <given-names>D.</given-names></string-name>: <article-title>Fast simulations of the multi-album collector</article-title>. <source>Theor. Comput. Sci.</source> <volume>1053</volume> (<year>2025</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=4929594">MR4929594</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.tcs.2025.115432" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1016/j.tcs.2025.115432</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta306_ref_006">
<label>[6]</label><mixed-citation publication-type="book"><string-name><surname>Barbour</surname>, <given-names>A.D.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Holst</surname>, <given-names>L.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Janson</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>: <source>Poisson Approximation</source>, <fpage>277</fpage> pp. <publisher-name>Oxford: Clarendon Press</publisher-name> (<year>1992</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1163825">MR1163825</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta306_ref_007">
<label>[7]</label><mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Bates</surname>, <given-names>G.E.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Neyman</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>: <article-title>Contribution to the theory of accident proneness. II: true or false contagion</article-title>. <source>Univ. Calif. Publ. Statist.</source> <volume>1</volume>(<issue>10</issue>), <fpage>255</fpage>–<lpage>276</lpage> (<year>1952</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0050837">MR0050837</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta306_ref_008">
<label>[8]</label><mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Boneh</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Hofri</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>: <article-title>The coupon-collector problem revisited – a survey of engineering problems and computational methods</article-title>. <source>Commun. Stat., Stoch. Models</source> <volume>13</volume>(<issue>1</issue>), <fpage>39</fpage>–<lpage>66</lpage> (<year>1997</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1430927">MR1430927</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1080/15326349708807412" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1080/15326349708807412</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta306_ref_009">
<label>[9]</label><mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Costacèque</surname>, <given-names>B.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Decreusefond</surname>, <given-names>L.</given-names></string-name>: <article-title>Convergence rate for the coupon collector’s problem with Stein’s method</article-title>. <source>Stoch. Model. Appl.</source> <volume>193</volume> (<year>2026</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=5000285">MR5000285</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.spa.2025.104835" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1016/j.spa.2025.104835</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta306_ref_010">
<label>[10]</label><mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Davy</surname>, <given-names>P.J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Rayner</surname>, <given-names>J.C.W.</given-names></string-name>: <article-title>Multivariate geometric distributions</article-title>. <source>Commun. Stat., Theory Methods</source> <volume>25</volume>(<issue>12</issue>), <fpage>2971</fpage>–<lpage>2987</lpage> (<year>1996</year>)</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta306_ref_011">
<label>[11]</label><mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Doumas</surname>, <given-names>A.V.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Papanicolaou</surname>, <given-names>V.G.</given-names></string-name>: <article-title>The siblings of the coupon collector</article-title>. <source>Theory Probab. Appl.</source> <volume>62</volume>(<issue>3</issue>), <fpage>444</fpage>–<lpage>470</lpage> (<year>2018</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3684649">MR3684649</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.4213/tvp5129" xlink:type="simple">https://doi.org/10.4213/tvp5129</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta306_ref_012">
<label>[12]</label><mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Erdős</surname>, <given-names>P.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Rényi</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>: <article-title>On a classical problem of probability theory</article-title>. <source>Publ. Math. Inst. Hung. Acad. Sci., Ser. A</source> <volume>6</volume>, <fpage>215</fpage>–<lpage>220</lpage> (<year>1961</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0150807">MR0150807</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta306_ref_013">
<label>[13]</label><mixed-citation publication-type="chapter"><string-name><surname>Ferrari</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Letac</surname>, <given-names>G.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Tourneret</surname>, <given-names>J.-Y.</given-names></string-name>: <chapter-title>Multivariate mixed Poisson distributions</chapter-title>. In: <source>2004 12th European Signal Processing Conference</source>, <fpage>1067</fpage>–<lpage>1070</lpage> (<year>2004</year>)</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta306_ref_014">
<label>[14]</label><mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Foata</surname>, <given-names>D.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zeilberger</surname>, <given-names>D.</given-names></string-name>: <article-title>The collector’s brotherhood problem using the Newman-Shepp symbolic method</article-title>. <source>Algebra Univers.</source> <volume>49</volume>(<issue>4</issue>), <fpage>387</fpage>–<lpage>395</lpage> (<year>2003</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2022346">MR2022346</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1007/s00012-003-1815-3" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1007/s00012-003-1815-3</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta306_ref_015">
<label>[15]</label><mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Foata</surname>, <given-names>D.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Han</surname>, <given-names>G.-N.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Lass</surname>, <given-names>B.</given-names></string-name>: <article-title>Les nombres hyperharmoniques et la fratrie du collectionneur de vignettes</article-title>. <source>Sémin. Lothar. Comb.</source> <volume>47</volume> (<year>2001</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1894021">MR1894021</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta306_ref_016">
<label>[16]</label><mixed-citation publication-type="book"><string-name><surname>Grandell</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>: <source>Mixed Poisson Processes</source>, <fpage>268</fpage> pp. <publisher-name>London: Chapman &amp; Hall</publisher-name> (<year>1997</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1463943">MR1463943</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1007/978-1-4899-3117-7" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1007/978-1-4899-3117-7</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta306_ref_017">
<label>[17]</label><mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Harremoës</surname>, <given-names>P.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Johnson</surname>, <given-names>O.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Kontoyiannis</surname>, <given-names>I.</given-names></string-name>: <article-title>Thinning, entropy, and the law of thin numbers</article-title>. <source>IEEE Trans. Inf. Theory</source> <volume>56</volume>(<issue>9</issue>), <fpage>4228</fpage>–<lpage>4244</lpage> (<year>2010</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2807322">MR2807322</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1109/TIT.2010.2053893" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1109/TIT.2010.2053893</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta306_ref_018">
<label>[18]</label><mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Holst</surname>, <given-names>L.</given-names></string-name>: <article-title>On birthday, collectors’, occupancy and other classical urn problems</article-title>. <source>Int. Stat. Rev.</source> <volume>54</volume>, <fpage>15</fpage>–<lpage>27</lpage> (<year>1986</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0959649">MR0959649</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.2307/1403255" xlink:type="simple">https://doi.org/10.2307/1403255</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta306_ref_019">
<label>[19]</label><mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Ilienko</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>: <article-title>Convergence of point processes associated with coupon collector’s and dixie cup problems</article-title>. <source>Electron. Commun. Probab.</source> <volume>24</volume>, <fpage>9</fpage> (<year>2019</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=4003125">MR4003125</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1214/19-ecp263" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1214/19-ecp263</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta306_ref_020">
<label>[20]</label><mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Ilienko</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Stamatiieva</surname>, <given-names>V.</given-names></string-name>: <article-title>Limit theorems in the generalized birthday problem</article-title>. <source>Bull. T. Shevchenko Natl. Univ. Kyiv Phys. Math.</source> <volume>79</volume>(<issue>2</issue>), <fpage>14</fpage>–<lpage>19</lpage> (<year>2024</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=5029736">MR5029736</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.17721/1812-5409" xlink:type="simple">https://doi.org/10.17721/1812-5409</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta306_ref_021">
<label>[21]</label><mixed-citation publication-type="book"><string-name><surname>Johnson</surname>, <given-names>N.L.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Kotz</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>: <source>Urn Models and Their Application. An Approach to Modern Discrete Probability Theory</source>, <fpage>415</fpage> pp. <publisher-name>John Wiley &amp; Sons, Hoboken, NJ</publisher-name> (<year>1977</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0488211">MR0488211</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta306_ref_022">
<label>[22]</label><mixed-citation publication-type="book"><string-name><surname>Kallenberg</surname>, <given-names>O.</given-names></string-name>: <source>Random Measures, Theory and Applications</source>, <fpage>694</fpage> pp. <publisher-name>Cham: Springer</publisher-name> (<year>2017</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3642325">MR3642325</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1007/978-3-319-41598-7" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1007/978-3-319-41598-7</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta306_ref_023">
<label>[23]</label><mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Kuba</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Panholzer</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>: <article-title>On moment sequences and mixed Poisson distributions</article-title>. <source>Probab. Surv.</source> <volume>13</volume>, <fpage>89</fpage>–<lpage>155</lpage> (<year>2016</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3550936">MR3550936</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1214/14-PS244" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1214/14-PS244</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta306_ref_024">
<label>[24]</label><mixed-citation publication-type="book"><string-name><surname>Last</surname>, <given-names>G.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Penrose</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>: <source>Lectures on the Poisson Process</source>, <fpage>293</fpage> pp. <publisher-name>Cambridge: Cambridge University Press</publisher-name> (<year>2017</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3791470">MR3791470</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta306_ref_025">
<label>[25]</label><mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Luko</surname>, <given-names>S.N.</given-names></string-name>: <article-title>The “coupon collector’s problem” and quality control</article-title>. <source>Qual. Eng.</source> <volume>21</volume>(<issue>2</issue>), <fpage>168</fpage>–<lpage>181</lpage> (<year>2009</year>)</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta306_ref_026">
<label>[26]</label><mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Pintacuda</surname>, <given-names>N.</given-names></string-name>: <article-title>Coupons collectors via the martingales</article-title>. <source>Boll. Unione Mat. Ital., V. Ser., A</source> <volume>17</volume>, <fpage>174</fpage>–<lpage>177</lpage> (<year>1980</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0562133">MR0562133</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta306_ref_027">
<label>[27]</label><mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Rényi</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>: <article-title>A characterization of Poisson processes</article-title>. <source>Publ. Math. Inst. Hung. Acad. Sci.</source> <volume>1</volume>, <fpage>519</fpage>–<lpage>527</lpage> (<year>1957</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0094861">MR0094861</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta306_ref_028">
<label>[28]</label><mixed-citation publication-type="book"><string-name><surname>Resnick</surname>, <given-names>S.I.</given-names></string-name>: <source>Extreme Values, Regular Variation, and Point Processes</source>, <fpage>334</fpage> pp. <publisher-name>New York etc.: Springer-Verlag</publisher-name> (<year>1987</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0900810">MR0900810</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1007/978-0-387-75953-1" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1007/978-0-387-75953-1</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta306_ref_029">
<label>[29]</label><mixed-citation publication-type="book"><string-name><surname>Resnick</surname>, <given-names>S.I.</given-names></string-name>: <source>Heavy-tail Phenomena. Probabilistic and Statistical Modeling</source>, <fpage>404</fpage> pp. <publisher-name>New York: Springer</publisher-name> (<year>2007</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2271424">MR2271424</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta306_ref_030">
<label>[30]</label><mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Ross</surname>, <given-names>N.</given-names></string-name>: <article-title>Fundamentals of Stein’s method</article-title>. <source>Probab. Surv.</source> <volume>8</volume>, <fpage>210</fpage>–<lpage>293</lpage> (<year>2011</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2861132">MR2861132</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1214/11-PS182" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1214/11-PS182</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta306_ref_031">
<label>[31]</label><mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Stadje</surname>, <given-names>W.</given-names></string-name>: <article-title>The collector’s problem with group drawings</article-title>. <source>Adv. Appl. Probab.</source> <volume>22</volume>(<issue>4</issue>), <fpage>866</fpage>–<lpage>882</lpage> (<year>1990</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1082197">MR1082197</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.2307/1427566" xlink:type="simple">https://doi.org/10.2307/1427566</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta306_ref_032">
<label>[32]</label><mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Steutel</surname>, <given-names>F.W.</given-names></string-name>, <string-name><surname>van Harn</surname>, <given-names>K.</given-names></string-name>: <article-title>Discrete analogues of self-decomposability and stability</article-title>. <source>Ann. Probab.</source> <volume>7</volume>, <fpage>893</fpage>–<lpage>899</lpage> (<year>1979</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0542141">MR0542141</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta306_ref_033">
<label>[33]</label><mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Yakymiv</surname>, <given-names>A.L.</given-names></string-name>: <article-title>A generalization of the Curtiss theorem for moment generating functions</article-title>. <source>Math. Notes</source> <volume>90</volume>(<issue>6</issue>), <fpage>920</fpage>–<lpage>924</lpage> (<year>2011</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2962966">MR2962966</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1134/S0001434611110290" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1134/S0001434611110290</ext-link></mixed-citation>
</ref>
</ref-list>
</back>
</article>
