<?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">VMSTA72</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.15559/16-VMSTA72</article-id>
<article-categories><subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Research Article</subject></subj-group></article-categories>
<title-group>
<article-title>Large deviations for i.i.d. replications of the total progeny of a Galton–Watson process</article-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Macci</surname><given-names>Claudio</given-names></name><email xlink:href="mailto:macci@mat.uniroma2.it">macci@mat.uniroma2.it</email><xref ref-type="aff" rid="j_vmsta72_aff_001"/><xref ref-type="corresp" rid="cor1">∗</xref>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Pacchiarotti</surname><given-names>Barbara</given-names></name><email xlink:href="mailto:pacchiar@mat.uniroma2.it">pacchiar@mat.uniroma2.it</email><xref ref-type="aff" rid="j_vmsta72_aff_001"/>
</contrib>
<aff id="j_vmsta72_aff_001">Dipartimento di Matematica, <institution>Università di Roma Tor Vergata</institution>, Via della Ricerca Scientifica, I-00133 Rome, <country>Italy</country></aff>
</contrib-group>
<author-notes>
<corresp id="cor1"><label>∗</label>Corresponding author.</corresp>
</author-notes>
<pub-date pub-type="ppub"><year>2017</year></pub-date>
<pub-date pub-type="epub"><day>11</day><month>1</month><year>2017</year></pub-date><volume>4</volume><issue>1</issue><fpage>1</fpage><lpage>13</lpage>
<history>
<date date-type="received"><day>27</day><month>9</month><year>2016</year></date>
<date date-type="rev-recd"><day>15</day><month>12</month><year>2016</year></date>
<date date-type="accepted"><day>17</day><month>12</month><year>2016</year></date>
</history>
<permissions><copyright-statement>© 2017 The Author(s). Published by VTeX</copyright-statement><copyright-year>2017</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>The Galton–Watson process is the simplest example of a branching process. The relationship between the offspring distribution, and, when the extinction occurs almost surely, the distribution of the total progeny is well known. In this paper, we illustrate the relationship between these two distributions when we consider the large deviation rate function (provided by Cramér’s theorem) for empirical means of i.i.d. random variables. We also consider the case with a random initial population. In the final part, we present large deviation results for sequences of estimators of the offspring mean based on i.i.d. replications of total progeny.</p>
</abstract>
<kwd-group>
<label>Keywords</label>
<kwd>Cramér’s theorem</kwd>
<kwd>initial random population</kwd>
<kwd>estimators of offspring mean</kwd>
</kwd-group>
<kwd-group kwd-group-type="MSC2010">
<label>2010 MSC</label>
<kwd>60F10</kwd>
<kwd>60J80</kwd>
<kwd>62F10</kwd>
<kwd>62F12</kwd>
</kwd-group>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="j_vmsta72_s_001">
<label>1</label>
<title>Introduction</title>
<p>There is a vast literature on branching processes. Here we cite the monographs [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta72_ref_001">1</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta72_ref_003">3</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta72_ref_012">12</xref>]; moreover, we also cite the monographs [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta72_ref_018">18</xref>] for the multitype case, [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta72_ref_010">10</xref>], which focuses on statistical inference, and [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta72_ref_013">13</xref>] and [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta72_ref_015">15</xref>] for applications in biology.</p>
<p>The simplest example of a branching process is the Galton–Watson process. We consider the case of a population that has a unique individual at the beginning and all the individuals (of all generations) live for a unitary time; moreover, at the end of their lifetimes, every individual of the population (of every generation) produces a random number of new individuals acting independently of all the rest, according to a specific fixed distribution. So, if we consider a sequence of random variables <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_001"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{V_{n}:n\ge 0\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_002"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$V_{n}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the population size at time <italic>n</italic> (for all <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_003"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>), we have <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_004"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$V_{0}=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_001">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="1em"/><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mtext>for</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><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[\[V_{n}:=\sum \limits_{k=1}^{V_{n-1}}X_{n,k}\hspace{1em}(\text{for}\hspace{2.5pt}n\ge 1),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_005"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{X_{n,i}:n,i\ge 1\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a family of nonnegative integer-valued i.i.d. random variables. In other words, <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_006"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><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">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><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">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X_{n,1},\dots ,X_{n,V_{n-1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> represent the offspring generated at time <italic>n</italic> by each of <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_007"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$V_{n-1}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> individuals that live at time <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_008"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n-1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. We recall some other preliminaries on the Galton–Watson process in Section <xref rid="j_vmsta72_s_002">2</xref>, where, in particular, we consider a slightly different notation to allow the case with a random initial population (instead of the case with a unitary initial population cited before).</p>
<p>In this paper, we present large deviation results. The theory of large deviations is a collection of techniques that gives an asymptotic estimate of small probabilities in an exponential scale (see, e.g., [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta72_ref_006">6</xref>] as a reference). We recall some preliminaries in Section <xref rid="j_vmsta72_s_002">2</xref>. The literature on large deviations for branching processes is large. Here we essentially recall some references with results concerning the Galton–Watson process.</p>
<p>In several references, the large-time behavior for the supercritical case is studied, namely the case where the offspring mean <italic>μ</italic> is strictly larger than one (in such a case, the extinction probability is strictly less than one). Here we recall [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta72_ref_002">2</xref>] (see also [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta72_ref_004">4</xref>] for the multitype case), [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta72_ref_005">5</xref>], where the main object is the study of the tails of <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_009"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">W</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$W:=\lim _{n\to \infty }V_{n}/{\mu }^{n}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta72_ref_019">19</xref>] with a careful analysis based on harmonic moments of <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_010"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{V_{n}:n\ge 0\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta72_ref_020">20</xref>] (and [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta72_ref_021">21</xref>]) with some conditional large deviation results based on some local limit theorems, [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta72_ref_008">8</xref>] where the central role of some “lower deviation probabilities” is highlighted for the study of the asymptotic behavior of the Lotka–Nagaev estimator <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_011"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$V_{n+1}/V_{n}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of <italic>μ</italic>.</p>
<p>Other references study the most likely paths to extinction at some time <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_012"><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> when the initial population <italic>k</italic> is large. The idea is to consider the representation of a branching process with initial population equal to <italic>k</italic> as a sum of <italic>k</italic> i.i.d. replications of the process with a unitary initial population; in this case, Cramér’s theorem for empirical means of i.i.d. random variables (on <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_013"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><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:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${R}^{n_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>) plays a crucial role. A most likely path to extinction in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta72_ref_016">16</xref>] (see also [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta72_ref_017">17</xref>]) is a trajectory that minimizes the rate function among the paths that reach the level 0 at time <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_014"><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>. A generalization of this concept for the most likely paths to reach a level <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_015"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$b\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> can be found in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta72_ref_011">11</xref>].</p>
<p>In this paper, we are interested in a different direction. Namely, we are interested in the empirical means of i.i.d. replications of the total progeny of a Galton–Watson process. The total progenies of branching processes are studied in several references: here we cite the old references [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta72_ref_007">7</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta72_ref_014">14</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta72_ref_022">22</xref>] for a Galton–Watson process, and [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta72_ref_009">9</xref>] (see Section 2.2) among the references concerning different branching processes. The total progeny of a Galton–Watson process is an almost surely finite random variable when the extinction occurs almost surely, and therefore the supercritical case will not be considered. Some relationships between the offspring distribution and the total progeny distribution of a Galton–Watson process are well known (see (<xref rid="j_vmsta72_eq_013">3</xref>) for the probability mass functions and (<xref rid="j_vmsta72_eq_014">4</xref>) for the probability generating functions).</p>
<p>A new relationship is provided by Proposition <xref rid="j_vmsta72_stat_006">1</xref>, where we illustrate how the rate function for the empirical means of total progenies can be expressed in terms of the analogous rate function for the empirical means of a single progeny. This is a quite natural problem to investigate large deviations, and, as we can expect, (<xref rid="j_vmsta72_eq_014">4</xref>) has an important role in the proof; in fact, the large deviation rate function for empirical means of i.i.d. random variables (provided by Cramér’s theorem recalled below; see Theorem <xref rid="j_vmsta72_stat_003">1</xref>) is given by the Legendre transform of the logarithm of the (common) moment generating function of the random variables. Moreover, the relationship provided by Proposition <xref rid="j_vmsta72_stat_006">1</xref> can have interest in information theory because the involved rate functions can be expressed in terms of suitable relative entropies (or Kullback–Leibler divergences); see, for example, [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta72_ref_023">23</xref>] for a discussion on the rate function expressions in terms of the relative entropy.</p>
<p>Another result presented in this paper is Proposition <xref rid="j_vmsta72_stat_008">2</xref>, that is a version of Proposition <xref rid="j_vmsta72_stat_006">1</xref>, where the initial population <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_016"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$V_{0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a random variable with a suitable distribution. Finally, in Propositions <xref rid="j_vmsta72_stat_011">3</xref> and <xref rid="j_vmsta72_stat_016">4</xref>, we prove large deviation results for some estimators of the offspring mean <italic>μ</italic> in terms of i.i.d. replications of the total progeny and of the initial population (we are considering the case where the initial population <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_017"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$V_{0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a random variable as in Proposition <xref rid="j_vmsta72_stat_008">2</xref>).</p>
<p>We conclude with the outline of the paper. We start with some preliminaries in Section <xref rid="j_vmsta72_s_002">2</xref>. In Section <xref rid="j_vmsta72_s_005">3</xref>, we prove the results concerning the large deviation rate functions related to Cramér’s theorem. Finally, in Section <xref rid="j_vmsta72_s_006">4</xref>, we prove the large deviation results for the estimators of the offspring mean <italic>μ</italic>.</p>
</sec>
<sec id="j_vmsta72_s_002">
<label>2</label>
<title>Preliminaries</title>
<p>We start with some preliminaries on the Galton–Watson process. In the second part, we recall some preliminaries on large deviations.</p>
<sec id="j_vmsta72_s_003">
<label>2.1</label>
<title>Preliminaries on Galton–Watson process</title>
<p>Here we introduce a slightly different notation, and, moreover, we recall some preliminaries in order to define the total progeny of a Galton–Watson process.</p>
<p>We start with some notation concerning the offspring distribution (note that <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_018"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{f}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> defined further coincides with <italic>μ</italic> in the Introduction): 
<list>
<list-item id="j_vmsta72_li_001">
<label>•</label>
<p>the probability mass function <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_019"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">h</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">h</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$p_{h}:=P(X_{n,i}=h)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (for all integer <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_020"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$h\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>);</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta72_li_002">
<label>•</label>
<p>the probability generating function <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_021"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">h</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$f(s):=\sum _{h\ge 0}{s}^{h}p_{h}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>;</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta72_li_003">
<label>•</label>
<p>the mean value <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_022"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">h</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">h</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{f}:=\sum _{h\ge 0}hp_{h}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (and we have <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_023"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</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[$\mu _{f}={f^{\prime }}(1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>).</p>
</list-item>
</list> 
Moreover, we introduce the analogous items for the initial population: 
<list>
<list-item id="j_vmsta72_li_004">
<label>•</label>
<p>the probability mass function <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_024"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</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">r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{q_{r}:r\ge 0\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (see (<xref rid="j_vmsta72_eq_003">1</xref>));</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta72_li_005">
<label>•</label>
<p>the probability generating function <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_025"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><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:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$g(s):=\sum _{r\ge 0}{s}^{r}q_{r}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>;</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta72_li_006">
<label>•</label>
<p>the mean value <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_026"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><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:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{g}:=\sum _{r\ge 0}rq_{r}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (and we have <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_027"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</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[$\mu _{g}={g^{\prime }}(1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>).</p>
</list-item>
</list> 
So, from now on, we consider the following slightly different notation: 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_002">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</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[\[\big\{{V_{n}^{f,g}}:n\ge 0\big\}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
(in place of <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_028"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{V_{n}:n\ge 0\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> presented before). More precisely:</p>
<list>
<list-item id="j_vmsta72_li_007">
<label>•</label>
<p>the probability generating function of <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_029"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${V_{0}^{f,g}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is <italic>g</italic> (so <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_030"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${V_{0}^{f,g}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> does not depend on <italic>f</italic>), and therefore 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_003">
<label>(1)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mtext>for all integer</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><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[\[q_{r}:=P\big({V_{0}^{f,g}}=r\big)\hspace{1em}(\text{for all integer}\hspace{2.5pt}r\ge 0);\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta72_li_008">
<label>•</label>
<p>for a family of i.i.d. random variables <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_031"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{X_{n,i}:n,i\ge 1\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with probability generating function <italic>f</italic>, we have 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_004">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><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">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="1em"/><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mtext>for all</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><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[\[{V_{n}^{f,g}}:=\sum \limits_{i=1}^{{V_{n-1}^{f,g}}}X_{n,i}\hspace{1em}(\text{for all}\hspace{2.5pt}n\ge 1).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
</list-item>
</list>
<statement id="j_vmsta72_stat_001"><label>Remark 1.</label>
<p>Note that <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_032"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{{V_{n}^{f,g}}:n\ge 0\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> here corresponds to <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_033"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{V_{n}:n\ge 0\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> presented in the Introduction if <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_034"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</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:math>
<tex-math><![CDATA[$q_{1}=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> or, equivalently, if <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_035"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$g=\mathrm{id}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (i.e. <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_036"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$g(s)=s$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for all <italic>s</italic>).</p></statement>
<p>If we consider the extinction probability 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_005">
<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="normal">ext</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi><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:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mtext>for some</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><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:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[{p_{\mathrm{ext}}^{f,g}}:=P\big(\big\{{V_{n}^{f,g}}=0\hspace{2.5pt}\text{for some}\hspace{2.5pt}n\ge 0\big\}\big),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
then it is known that we have 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_006">
<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="normal">ext</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">min</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</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:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</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[\[{p_{\mathrm{ext}}^{f,\mathrm{id}}}=\min \big\{s\in [0,1]:f(s)=s\big\};\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
moreover, if <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_037"><alternatives>
<mml:math><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:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$p_{0}>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then we have <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_038"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">ext</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${p_{\mathrm{ext}}^{f,\mathrm{id}}}=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> if <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_039"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{f}\le 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_040"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">ext</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${p_{\mathrm{ext}}^{f,\mathrm{id}}}\in (0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> if <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_041"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{f}>1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. More generally, we have 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_007">
<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="normal">ext</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><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">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munder><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="normal">ext</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</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="normal">ext</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</mml:mi></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:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[{p_{\mathrm{ext}}^{f,g}}:=q_{0}+\sum \limits_{n\ge 1}{\big({p_{\mathrm{ext}}^{f,\mathrm{id}}}\big)}^{n}q_{n}=g\big({p_{\mathrm{ext}}^{f,\mathrm{id}}}\big),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and, if <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_042"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$q_{0}<1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (we obviously have <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_043"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">ext</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${p_{\mathrm{ext}}^{f,g}}=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> if <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_044"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$q_{0}=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>), then we have the following cases: 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_008">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable columnspacing="10.0pt" equalrows="false" columnlines="none" equalcolumns="false" columnalign="left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">ext</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mtext>if</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><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:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">ext</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mtext>if</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><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:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mtext>and</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">ext</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mtext>if</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><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:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mtext>and</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{l@{\hskip10.0pt}l}{p_{\mathrm{ext}}^{f,g}}=g(0)=q_{0}& \hspace{2.5pt}\text{if}\hspace{2.5pt}p_{0}=0;\\{} {p_{\mathrm{ext}}^{f,g}}=g(1)=1& \hspace{2.5pt}\text{if}\hspace{2.5pt}p_{0}>0\hspace{2.5pt}\text{and}\hspace{2.5pt}\mu _{f}\le 1;\\{} {p_{\mathrm{ext}}^{f,g}}\in (q_{0},1)& \hspace{2.5pt}\text{if}\hspace{2.5pt}p_{0}>0\hspace{2.5pt}\text{and}\hspace{2.5pt}\mu _{f}>1.\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Then, if <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_045"><alternatives>
<mml:math><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:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$p_{0}>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_046"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{f}\le 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then the random variable <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_047"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${Y}^{f,g}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> defined by 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_009">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext>where</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><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">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>:</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><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:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[{Y}^{f,g}:=\sum \limits_{i=0}^{\tau -1}{V_{i}^{f,g}},\hspace{1em}\text{where}\hspace{2.5pt}\tau :=\inf \big\{n\ge 0:{V_{n}^{f,g}}=0\big\},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
is almost surely finite and provides the total progeny of <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_048"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{{V_{n}^{f,g}}:n\ge 0\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. In view of what follows, we consider the probability generating function 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_010">
<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">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><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:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:munder><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\mathcal{G}_{f,g}(s):=\sum \limits_{k\ge 0}{s}^{k}{\pi _{k}^{f,g}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_049"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{{\pi _{k}^{f,g}}:k\ge 0\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the probability mass function of the random variable <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_050"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${Y}^{f,g}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Moreover, we have the mean value 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_011">
<label>(2)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><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:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:munder><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext>and we have</mml:mtext><mml:mspace width="1em"/><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[{\nu }^{f,g}:=\sum \limits_{k\ge 0}k{\pi _{k}^{f,g}},\hspace{1em}\text{and we have}\hspace{1em}{\nu }^{f,g}=\frac{\mu _{g}}{1-\mu _{f}};\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
in particular, <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_051"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\nu }^{f,g}=\frac{\mu _{g}}{1-\mu _{f}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> even if <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_052"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{f}=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, namely 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_012">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="{" close=""><mml:mrow><mml:mtable columnspacing="10.0pt" equalrows="false" columnlines="none" equalcolumns="false" columnalign="left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mtext>if</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mtext>and</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mtext>if</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mtext>and</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></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:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[{\nu }^{f,g}=\left\{\begin{array}{l@{\hskip10.0pt}l}\infty & \hspace{2.5pt}\text{if}\hspace{2.5pt}\mu _{g}>0\hspace{2.5pt}(\text{and}\hspace{2.5pt}\mu _{f}=1)\\{} 0& \hspace{2.5pt}\text{if}\hspace{2.5pt}\mu _{g}=0\hspace{2.5pt}(\text{and}\hspace{2.5pt}\mu _{f}=1).\end{array}\right.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>Finally, we recall some well-known connections between total progeny and offspring distributions (see e.g. [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta72_ref_007">7</xref>]): for the probability mass functions, we have 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_013">
<label>(3)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>·</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></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:mo>∗</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[{\pi _{k}^{f,\mathrm{id}}}=\frac{1}{k}\cdot {p_{k-1}^{\ast k}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_053"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{{p_{h}^{\ast n}}:h\ge 0\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the <italic>n</italic>th power of convolution of <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_054"><alternatives>
<mml:math><mml:mo 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">h</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{p_{h}:h\ge 0\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>; for the probability generating functions, we have 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_014">
<label>(4)</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">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</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:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\mathcal{G}_{f,\mathrm{id}}(s)=sf\big(\mathcal{G}_{f,\mathrm{id}}(s)\big).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
</sec>
<sec id="j_vmsta72_s_004">
<label>2.2</label>
<title>Preliminaries on large deviations</title>
<p>We start with the concept of large deviation principle (LDP). A sequence of random variables <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_055"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">W</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{W_{n}:n\ge 1\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> taking values in a topological space <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_056"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="script">W</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathcal{W}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> satisfies the LDP with rate function <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_057"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="script">W</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:mi>∞</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$I:\mathcal{W}\to [0,\infty ]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> if <italic>I</italic> is a lower semicontinuous function, 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_015">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim inf</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml: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 movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">W</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">inf</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext>for all open sets</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\underset{n\to \infty }{\liminf }\frac{1}{n}\log P(W_{n}\in O)\ge -\underset{w\in O}{\inf }I(w)\hspace{1em}\text{for all open sets}\hspace{2.5pt}O,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_016">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</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: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 movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">W</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo 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:mo>−</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">inf</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext>for all closed sets</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\underset{n\to \infty }{\limsup }\frac{1}{n}\log P(W_{n}\in C)\le -\underset{w\in C}{\inf }I(w)\hspace{1em}\text{for all closed sets}\hspace{2.5pt}C.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
We also recall that a rate function <italic>I</italic> is said to be good if all its level sets <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_058"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="script">W</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{\{w\in \mathcal{W}:I(w)\le \eta \}:\eta \ge 0\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are compact.</p><statement id="j_vmsta72_stat_002"><label>Remark 2.</label>
<p>If <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_059"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">W</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$P(W_{n}\in S)=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for some closed set <italic>S</italic> (at least eventually with respect to <italic>n</italic>), then <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_060"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$I(w)=\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_061"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∉</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$w\notin S$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>; this can be checked by taking the lower bound for the open set <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_062"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$O={S}^{c}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></statement>
<p>In particular, we refer to Cramér’s theorem on <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_063"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathbb{R}}^{d}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (see e.g. Theorems 2.2.3 and 2.2.30 in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta72_ref_006">6</xref>] for the cases <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_064"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_065"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d\ge 2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>), and we recall its statement. We remark that, in this paper, we consider the cases <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_066"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (in such a case, the rate function need not to be a good rate function) and <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_067"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d=2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Moreover, we use the symbol <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_068"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mo>·</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>·</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\langle \cdot ,\cdot \rangle $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for the inner product in <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_069"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathbb{R}}^{d}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. <statement id="j_vmsta72_stat_003"><label>Theorem 1</label>
<title>(Cramér’s theorem).</title>
<p><italic>Let</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_070"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">W</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{W_{n}:n\ge 1\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be a sequence of i.i.d.</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_071"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathbb{R}}^{d}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>-valued random variables, and let</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_072"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">W</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{\bar{W}_{n}:n\ge 1\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be the sequence of empirical means defined by</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_073"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">W</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">W</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\bar{W}_{n}:=\frac{1}{n}{\sum _{k=1}^{n}}W_{k}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (<italic>for all</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_074"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\ge 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>)<italic>.</italic></p>
<p>(i) <italic>If</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_075"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, then</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_076"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">W</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{\bar{W}_{n}:n\ge 1\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>satisfies the LDP with rate function I defined by</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_017">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">W</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msup><mml:mo 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[\[I(w):=\underset{\theta \in \mathbb{R}}{\sup }\big\{\theta w-\log \mathbb{E}\big[{e}^{\theta W_{1}}\big]\big\}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>(ii) <italic>If</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_077"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d\ge 2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and the origin of</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_078"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathbb{R}}^{d}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>belongs to the interior of the set</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_079"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">W</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{\theta \in {\mathbb{R}}^{d}:\log \mathbb{E}[{e}^{\langle \theta ,W_{1}\rangle }]<\infty \}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, then</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_080"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">W</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{\bar{W}_{n}:n\ge 1\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>satisfies the LDP with good rate function I defined by</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_018">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:munder><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">W</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo 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[\[I(w):=\underset{\theta \in {\mathbb{R}}^{d}}{\sup }\big\{\langle \theta ,w\rangle -\log \mathbb{E}\big[{e}^{\langle \theta ,W_{1}\rangle }\big]\big\}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement></p>
</sec>
</sec>
<sec id="j_vmsta72_s_005">
<label>3</label>
<title>Applications of Cramér’s theorem</title>
<p>The aim of this section is to prove Propositions <xref rid="j_vmsta72_stat_006">1</xref> and <xref rid="j_vmsta72_stat_008">2</xref>. In view of this, we recall Lemmas <xref rid="j_vmsta72_stat_004">1</xref> and <xref rid="j_vmsta72_stat_005">2</xref>, which give two immediate applications of Cramér’s theorem (Theorem <xref rid="j_vmsta72_stat_003">1</xref>) with <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_081"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>; in Lemma <xref rid="j_vmsta72_stat_005">2</xref>, we consider the case with a unitary initial population almost surely (thus, as stated Remark <xref rid="j_vmsta72_stat_001">1</xref>, the case with <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_082"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</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:math>
<tex-math><![CDATA[$q_{1}=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> or, equivalently, <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_083"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$g=\mathrm{id}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>).</p><statement id="j_vmsta72_stat_004"><label>Lemma 1</label>
<title>(Cramér’s theorem for offspring distribution).</title>
<p><italic>Let</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_084"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{X_{n}:n\ge 1\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be i.i.d. random variables with probability generating function f. Let</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_085"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{\bar{X}_{n}:n\ge 1\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be the sequence of empirical means defined by</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_086"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</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: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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\bar{X}_{n}:=\frac{1}{n}{\sum _{k=1}^{n}}X_{k}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (<italic>for all</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_087"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\ge 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>)<italic>. Then</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_088"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{\bar{X}_{n}:n\ge 1\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>satisfies the LDP with rate function</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_089"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$I_{f}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>defined by</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_090"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$I_{f}(x):=\sup _{\alpha \in \mathbb{R}}\{\alpha x-\log f({e}^{\alpha })\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p></statement><statement id="j_vmsta72_stat_005"><label>Lemma 2</label>
<title>(Cramér’s theorem for total progeny distribution with <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_091"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$g=\mathrm{id}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>).</title>
<p><italic>Assume that</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_092"><alternatives>
<mml:math><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:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$p_{0}>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_093"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{f}\le 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. Let</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_094"><alternatives>
<mml:math><mml:mo 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">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{Y_{n}:n\ge 1\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be i.i.d. random variables with probability generating function</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_095"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathcal{G}_{f,\mathrm{id}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. Let</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_096"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{\bar{Y}_{n}:n\ge 1\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be the sequence of empirical means defined by</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_097"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</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: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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\bar{Y}_{n}:=\frac{1}{n}{\sum _{k=1}^{n}}Y_{k}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (<italic>for all</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_098"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\ge 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>)<italic>. Then</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_099"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{\bar{Y}_{n}:n\ge 1\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>satisfies the LDP with rate function</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_100"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$I_{\mathcal{G}_{f,\mathrm{id}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>defined by</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_101"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$I_{\mathcal{G}_{f,\mathrm{id}}}(y):=\sup _{\beta \in \mathbb{R}}\{\beta y-\log \mathcal{G}_{f,\mathrm{id}}({e}^{\beta })\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p></statement>
<p>Now we can prove our main results. We start with Proposition <xref rid="j_vmsta72_stat_006">1</xref>, which provides an expression for <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_102"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$I_{\mathcal{G}_{f,\mathrm{id}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in terms of <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_103"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$I_{f}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p><statement id="j_vmsta72_stat_006"><label>Proposition 1.</label>
<p><italic>Let</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_104"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$I_{f}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_105"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$I_{\mathcal{G}_{f,\mathrm{id}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be the rate functions in Lemmas</italic> <xref rid="j_vmsta72_stat_004"><italic>1</italic></xref> <italic>and</italic> <xref rid="j_vmsta72_stat_005"><italic>2</italic></xref><italic>. Then we have</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_106"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$I_{\mathcal{G}_{f,\mathrm{id}}}(y)=yI_{f}(\frac{y-1}{y})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>for all</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_107"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$y\ge 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p></statement><statement id="j_vmsta72_stat_007"><label>Proof.</label>
<p>We remark that 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_019">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:munder><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><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 mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[I_{f}(x):=\underset{\alpha \in \mathcal{D}(f)}{\sup }\big\{\alpha x-\log f\big({e}^{\alpha }\big)\big\},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_108"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathcal{D}(f):=\{\alpha \in \mathbb{R}:f({e}^{\alpha })<\infty \}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_020">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:munder><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</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="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><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 mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[I_{\mathcal{G}_{f,\mathrm{id}}}(x):=\underset{\beta \in \mathcal{D}(\mathcal{G}_{f,\mathrm{id}})}{\sup }\big\{\beta y-\log \mathcal{G}_{f,\mathrm{id}}\big({e}^{\beta }\big)\big\},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_109"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathcal{D}(\mathcal{G}_{f,\mathrm{id}}):=\{\beta \in \mathbb{R}:\mathcal{G}_{f,\mathrm{id}}({e}^{\beta })<\infty \}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, by Lemmas <xref rid="j_vmsta72_stat_004">1</xref> and <xref rid="j_vmsta72_stat_005">2</xref>, respectively.</p>
<p>Moreover, the function <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_110"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</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="script">D</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha :\mathcal{D}(\mathcal{G}_{f,\mathrm{id}})\to \mathcal{D}(f)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> defined by 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_021">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</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="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><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[\[\alpha (\beta ):=\log \mathcal{G}_{f,\mathrm{id}}\big({e}^{\beta }\big)\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
is a bijection. This can be checked noting that <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_111"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha (\beta )\in \mathcal{D}(f)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (for all <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_112"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\beta \in \mathcal{D}(\mathcal{G}_{f,\mathrm{id}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>) because <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_113"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">β</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>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$f({e}^{\alpha (\beta )})=f(\mathcal{G}_{f,\mathrm{id}}({e}^{\beta }))=\frac{\mathcal{G}_{f,\mathrm{id}}({e}^{\beta })}{{e}^{\beta }}<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (here we take into account (<xref rid="j_vmsta72_eq_014">4</xref>)); moreover, its inverse <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_114"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\beta :\mathcal{D}(f)\to \mathcal{D}(\mathcal{G}_{f,\mathrm{id}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is defined by 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_022">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><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[\[\beta (\alpha ):=\log {\mathcal{G}_{f,\mathrm{id}}^{-1}}\big({e}^{\alpha }\big)\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
(where <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_115"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathcal{G}_{f,\mathrm{id}}^{-1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the inverse of <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_116"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathcal{G}_{f,\mathrm{id}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>), and <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_117"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\beta (\alpha )\in \mathcal{D}(\mathcal{G}_{f,\mathrm{id}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (for all <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_118"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha \in \mathcal{D}(f)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>) because <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_119"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</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>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathcal{G}_{f,\mathrm{id}}({e}^{\beta (\alpha )})={e}^{\alpha }<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Thus, we can set <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_120"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha =\log \mathcal{G}_{f,\mathrm{id}}({e}^{\beta })$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (for <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_121"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\beta \in \mathcal{D}(\mathcal{G}_{f,\mathrm{id}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>) in the expression of <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_122"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$I_{f}(x)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and we get 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_023">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:munder><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</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="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</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="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><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" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[I_{f}(x)=\underset{\beta \in \mathcal{D}(\mathcal{G}_{f,\mathrm{id}})}{\sup }\big\{\log \mathcal{G}_{f,\mathrm{id}}\big({e}^{\beta }\big)x-\log f\big(\mathcal{G}_{f,\mathrm{id}}\big({e}^{\beta }\big)\big)\big\}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Then (we take into account (<xref rid="j_vmsta72_eq_014">4</xref>) in the second equality below) 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_024">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:munder><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</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="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</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="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><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" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:munder><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</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="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" 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">β</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</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="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><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/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:munder><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</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="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><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 mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}\displaystyle I_{f}(x)& \displaystyle =\underset{\beta \in \mathcal{D}(\mathcal{G}_{f,\mathrm{id}})}{\sup }\big\{\log \mathcal{G}_{f,\mathrm{id}}\big({e}^{\beta }\big)x-\log ({e}^{-\beta }{e}^{\beta }f\big(\mathcal{G}_{f,\mathrm{id}}\big({e}^{\beta }\big)\big)\big\}\\{} & \displaystyle =\underset{\beta \in \mathcal{D}(\mathcal{G}_{f,\mathrm{id}})}{\sup }\big\{\log \mathcal{G}_{f,\mathrm{id}}\big({e}^{\beta }\big)x+\beta -\log \mathcal{G}_{f,\mathrm{id}}\big({e}^{\beta }\big)\big\}\\{} & \displaystyle =\underset{\beta \in \mathcal{D}(\mathcal{G}_{f,\mathrm{id}})}{\sup }\big\{\beta -(1-x)\log \mathcal{G}_{f,\mathrm{id}}\big({e}^{\beta }\big)\big\},\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and, for <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_123"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</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 mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in [0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we get 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_025">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[I_{f}(x)=(1-x)I_{\mathcal{G}_{f,\mathrm{id}}}\bigg(\frac{1}{1-x}\bigg).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
We conclude by taking <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_124"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x=\frac{y-1}{y}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_125"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$y\ge 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (thus, <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_126"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</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 mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in [0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>), and we obtain the desired equality with some easy computations.  □</p></statement>
<p>Now we present Proposition <xref rid="j_vmsta72_stat_008">2</xref>, which concerns the LDP for the empirical means of i.i.d. bivariate random variables <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_127"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</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:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{(Y_{n},Z_{n}):n\ge 1\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> distributed as <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_128"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$({Y}^{f,g},{V_{0}^{f,g}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. In particular, we obtain an expression for the rate function <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_129"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$I_{\mathcal{G}_{f,g},g}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in terms of <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_130"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$I_{f}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in Lemma <xref rid="j_vmsta72_stat_004">1</xref> and <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_131"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$I_{g}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> defined by 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_026">
<label>(5)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><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[\[I_{g}(z):=\underset{\gamma \in \mathbb{R}}{\sup }\big\{\gamma z-\log g\big({e}^{\gamma }\big)\big\}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<statement id="j_vmsta72_stat_008"><label>Proposition 2.</label>
<p><italic>Let</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_132"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</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:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{(Y_{n},Z_{n}):n\ge 1\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be i.i.d. random variables distributed as</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_133"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$({Y}^{f,g},{V_{0}^{f,g}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. Assume that</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_134"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}[{e}^{\beta {Y}^{f,g}+\gamma {V_{0}^{f,g}}}]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is finite in a neighborhood of</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_135"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(\beta ,\gamma )=(0,0)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. Let</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_136"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></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:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{(\bar{Y}_{n},\bar{Z}_{n}):n\ge 1\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be the sequence of empirical means defined by</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_137"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></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:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</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: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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><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: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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</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:math>
<tex-math><![CDATA[$(\bar{Y}_{n},\bar{Z}_{n}):=(\frac{1}{n}{\sum _{k=1}^{n}}Y_{k},\frac{1}{n}{\sum _{k=1}^{n}}Z_{k})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (<italic>for all</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_138"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\ge 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>)<italic>. Then</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_139"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></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:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{(\bar{Y}_{n},\bar{Z}_{n}):n\ge 1\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>satisfies the LDP with good rate function</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_140"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$I_{\mathcal{G}_{f,g},g}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>defined by</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_027">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="{" close=""><mml:mrow><mml:mtable columnspacing="10.0pt" equalrows="false" columnlines="none" equalcolumns="false" columnalign="left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mtext mathvariant="italic">if</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><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:mtd><mml:mtd><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mtext mathvariant="italic">if</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mtext mathvariant="italic">otherwise</mml:mtext><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[I_{\mathcal{G}_{f,g},g}(y,z)=\left\{\begin{array}{l@{\hskip10.0pt}l}yI_{f}(\frac{y-z}{y})+I_{g}(z)& \hspace{2.5pt}\textit{if}\hspace{2.5pt}y\ge z>0,\\{} I_{g}(0)& \hspace{2.5pt}\textit{if}\hspace{2.5pt}y=z=0,\\{} \infty & \hspace{2.5pt}\textit{otherwise}.\end{array}\right.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement><statement id="j_vmsta72_stat_009"><label>Remark 3.</label>
<p>We are assuming (implicitly) that <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_141"><alternatives>
<mml:math><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:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$p_{0}>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_142"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{f}\le 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>; in fact, since we require that <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_143"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}[{e}^{\beta {Y}^{f,g}+\gamma {V_{0}^{f,g}}}]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is finite in a neighborhood of <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_144"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(\beta ,\gamma )=(0,0)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we are assuming that <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_145"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{f}<1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_146"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{g}<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></statement><statement id="j_vmsta72_stat_010"><label>Proof.</label>
<p>The LDP is a consequence of Cramér’s theorem (Theorem <xref rid="j_vmsta72_stat_003">1</xref>) with <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_147"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d=2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and the rate function <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_148"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$I_{\mathcal{G}_{f,g},g}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is defined by 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_028">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo 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[\[I_{\mathcal{G}_{f,g},g}(y,z):=\underset{\beta ,\gamma \in \mathbb{R}}{\sup }\big\{\beta y+\gamma z-\log \mathbb{E}\big[{e}^{\beta {Y}^{f,g}+\gamma {V_{0}^{f,g}}}\big]\big\}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Throughout the proof, we restrict our attention on the pairs <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_149"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(y,z)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_150"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$y\ge z\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. In fact, almost surely, we have <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_151"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${Y}^{f,g}\ge {V_{0}^{f,g}}\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and therefore <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_152"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\bar{Y}_{n}\ge \bar{Z}_{n}\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>; thus, by Remark <xref rid="j_vmsta72_stat_002">2</xref> we have <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_153"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$I_{\mathcal{G}_{f,g},g}(y,z)=\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> if condition <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_154"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$y\ge z\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> fails.</p>
<p>We remark that <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_155"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}[{s}^{{Y}^{f,g}}|{V_{0}^{f,g}}]={(\mathcal{G}_{f,\mathrm{id}}(s))}^{{V_{0}^{f,g}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and therefore 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_029">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</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="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><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:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</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="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><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>;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\mathbb{E}\big[{e}^{\beta {Y}^{f,g}+\gamma {V_{0}^{f,g}}}\big]=\mathbb{E}\big[{e}^{\gamma {V_{0}^{f,g}}}{\big(\mathcal{G}_{f,\mathrm{id}}\big({e}^{\beta }\big)\big)}^{{V_{0}^{f,g}}}\big]=g\big({e}^{\gamma }\mathcal{G}_{f,\mathrm{id}}\big({e}^{\beta }\big)\big);\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
thus, 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_030">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><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" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[I_{\mathcal{G}_{f,g},g}(y,z)=\underset{\beta ,\gamma \in \mathbb{R}}{\sup }\big\{\beta y+\gamma z-\log g\big({e}^{\gamma +\log \mathcal{G}_{f,\mathrm{id}}({e}^{\beta })}\big)\big\}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Furthermore, the function 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_031">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">↦</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</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="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><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[\[(\beta ,\gamma )\mapsto \big(\beta ,\gamma +\log \mathcal{G}_{f,\mathrm{id}}\big({e}^{\beta }\big)\big)\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
is a bijection defined on <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_156"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</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">R</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathcal{D}(\mathcal{G}_{f,\mathrm{id}})\times \mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_032">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</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="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</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[\[\mathcal{D}(\mathcal{G}_{f,\mathrm{id}}):=\big\{\beta \in \mathbb{R}:\mathcal{G}_{f,\mathrm{id}}\big({e}^{\beta }\big)<\infty \big\}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
as in the proof of Proposition <xref rid="j_vmsta72_stat_006">1</xref>; then, for <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_157"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\delta :=\gamma +\log \mathcal{G}_{f,\mathrm{id}}({e}^{\beta })$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we obtain 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_033">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</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="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><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:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><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[\[I_{\mathcal{G}_{f,g},g}(y,z)=\underset{\beta ,\delta \in \mathbb{R}}{\sup }\big\{\beta y+\big(\delta -\log \mathcal{G}_{f,\mathrm{id}}\big({e}^{\beta }\big)\big)z-\log g\big({e}^{\delta }\big)\big\}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Thus, we have (note that the last equality holds by Proposition <xref rid="j_vmsta72_stat_006">1</xref>) 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_034">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</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="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><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:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><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/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="{" close=""><mml:mrow><mml:mtable columnspacing="10.0pt" equalrows="false" columnlines="none" equalcolumns="false" columnalign="left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mtext>if</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><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:mtd><mml:mtd><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mtext>if</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mtext>otherwise.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="{" close=""><mml:mrow><mml:mtable columnspacing="10.0pt" equalrows="false" columnlines="none" equalcolumns="false" columnalign="left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mtext>if</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><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:mtd><mml:mtd><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mtext>if</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mtext>otherwise</mml:mtext><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}\displaystyle I_{\mathcal{G}_{f,g},g}(y,z)& \displaystyle \le \underset{\beta \in \mathbb{R}}{\sup }\big\{\beta y+z\log \mathcal{G}_{f,\mathrm{id}}\big({e}^{\beta }\big)\big\}+\underset{\delta \in \mathbb{R}}{\sup }\big\{\delta z-\log g\big({e}^{\delta }\big)\big\}\\{} & \displaystyle =\left\{\begin{array}{l@{\hskip10.0pt}l}zI_{\mathcal{G}_{f,\mathrm{id}}}(y/z)+I_{g}(z)& \hspace{2.5pt}\text{if}\hspace{2.5pt}y\ge z>0,\\{} I_{g}(0)& \hspace{2.5pt}\text{if}\hspace{2.5pt}y=z=0,\\{} \infty & \hspace{2.5pt}\text{otherwise.}\end{array}\right.\\{} & \displaystyle =\left\{\begin{array}{l@{\hskip10.0pt}l}yI_{f}(\frac{y-z}{y})+I_{g}(z)& \hspace{2.5pt}\text{if}\hspace{2.5pt}y\ge z>0,\\{} I_{g}(0)& \hspace{2.5pt}\text{if}\hspace{2.5pt}y=z=0,\\{} \infty & \hspace{2.5pt}\text{otherwise}.\end{array}\right.\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
We conclude by showing the inverse inequality 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_035">
<label>(6)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</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="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><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:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><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[\[I_{\mathcal{G}_{f,g},g}(y,z)\ge \underset{\beta \in \mathbb{R}}{\sup }\big\{\beta y+z\log \mathcal{G}_{f,\mathrm{id}}\big({e}^{\beta }\big)\big\}+\underset{\delta \in \mathbb{R}}{\sup }\big\{\delta z-\log g\big({e}^{\delta }\big)\big\}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
To this end, we take two sequences <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_158"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{\beta _{n}:n\ge 1\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_159"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{\delta _{n}:n\ge 1\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_036">
<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="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</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="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</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:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</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="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><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:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\underset{n\to \infty }{\lim }\beta _{n}y-z\log \mathcal{G}_{f,\mathrm{id}}\big({e}^{\beta _{n}}\big)=\underset{\beta \in \mathbb{R}}{\sup }\big\{\beta y+z\log \mathcal{G}_{f,\mathrm{id}}\big({e}^{\beta }\big)\big\}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_037">
<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="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</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:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><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[\[\underset{n\to \infty }{\lim }\delta _{n}z-\log g\big({e}^{\delta _{n}}\big)=\underset{\delta \in \mathbb{R}}{\sup }\big\{\delta z-\log g\big({e}^{\delta }\big)\big\}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Then we have 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_038">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><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="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">id</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="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</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 mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</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 mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[I_{\mathcal{G}_{f,g},g}(y,z)\ge \beta _{n}y+\big(\delta _{n}-\log \mathcal{G}_{f,\mathrm{id}}\big({e}^{\beta _{n}}\big)\big)z-\log g\big({e}^{\delta _{n}}\big),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and we get (<xref rid="j_vmsta72_eq_035">6</xref>) letting <italic>n</italic> go to infinity.  □</p></statement></p>
</sec>
<sec id="j_vmsta72_s_006">
<label>4</label>
<title>Large deviations for estimators of <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_160"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{f}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></title>
<p>In this section, we prove two LDPs for two sequences of estimators of the offspring mean <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_161"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{f}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Namely, if <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_162"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></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:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{(\bar{Y}_{n},\bar{Z}_{n}):n\ge 1\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the sequence in Proposition <xref rid="j_vmsta72_stat_008">2</xref> (see also the precise assumptions in Remark <xref rid="j_vmsta72_stat_009">3</xref>; in particular, we have <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_163"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{f}<1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>), then we consider: 
<list>
<list-item id="j_vmsta72_li_009">
<label>1.</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta72_ineq_164"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{\frac{\bar{Y}_{n}-\bar{Z}_{n}}{\bar{Y}_{n}}:n\ge 1\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>;</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta72_li_010">
<label>2.</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta72_ineq_165"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{\frac{\bar{Y}_{n}-\mu _{g}}{\bar{Y}_{n}}:n\ge 1\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</list-item>
</list> 
Obviously, these estimators are well defined if the denominators <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_166"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\bar{Y}_{n}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are different from zero; then, in order to have well-defined estimators, we always assume that <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_167"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$q_{0}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (where <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_168"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$q_{0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is as in (<xref rid="j_vmsta72_eq_003">1</xref>)), and, noting that, in general, <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_169"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><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:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$I_{g}(0)=-\log q_{0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we have 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_039">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><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:mi>∞</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[I_{g}(0)=\infty .\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Moreover, both sequences converge to <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_170"><alternatives>
<mml:math><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\frac{{\nu }^{f,g}-\mu _{g}}{{\nu }^{f,g}}=\mu _{f}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_171"><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 $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (see <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_172"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\nu }^{f,g}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in (<xref rid="j_vmsta72_eq_011">2</xref>)), and they coincide when the initial population is deterministic (equal to <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_173"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{g}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> almost surely).</p>
<p>The LDPs of these two sequences are proved in Propositions <xref rid="j_vmsta72_stat_011">3</xref> and <xref rid="j_vmsta72_stat_016">4</xref>. Moreover, Corollary <xref rid="j_vmsta72_stat_013">1</xref> and Remark <xref rid="j_vmsta72_stat_015">4</xref> concern the comparison between the convergence of the first sequence <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_174"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{\frac{\bar{Y}_{n}-\bar{Z}_{n}}{\bar{Y}_{n}}:n\ge 1\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and its analogue when the initial population is deterministic (equal to the mean). Propositions <xref rid="j_vmsta72_stat_011">3</xref> and <xref rid="j_vmsta72_stat_016">4</xref> are proved by combining the contraction principle (see e.g. Theorem 4.2.1 in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta72_ref_006">6</xref>]) and Proposition <xref rid="j_vmsta72_stat_008">2</xref> (note that the rate function <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_175"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$I_{\mathcal{G}_{f,g},g}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in Proposition <xref rid="j_vmsta72_stat_008">2</xref> is good, as it is required to apply the contraction principle). We remark that, in the proofs of Propositions <xref rid="j_vmsta72_stat_011">3</xref> and <xref rid="j_vmsta72_stat_016">4</xref>, we take into account that <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_176"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$I_{\mathcal{G}_{f,g},g}(0,0)=\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> by Proposition <xref rid="j_vmsta72_stat_008">2</xref> and <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_177"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$I_{g}(0)=\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. At the end of this section, we present some remarks on the comparison between the rate functions in Propositions <xref rid="j_vmsta72_stat_011">3</xref> and <xref rid="j_vmsta72_stat_016">4</xref> (Remarks <xref rid="j_vmsta72_stat_018">5</xref> and <xref rid="j_vmsta72_stat_019">6</xref>).</p>
<p>We start with the LDP of the first sequence of estimators.</p><statement id="j_vmsta72_stat_011"><label>Proposition 3.</label>
<p><italic>Assume the same hypotheses of Proposition</italic> <xref rid="j_vmsta72_stat_008"><italic>2</italic></xref> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_178"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$q_{0}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. Let</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_179"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{(Y_{n},Z_{n}):n\ge 1\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be i.i.d. random variables distributed as</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_180"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$({Y}^{f,g},{V_{0}^{f,g}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. Let</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_181"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{(\bar{Y}_{n},\bar{Z}_{n}):n\ge 1\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be the sequence of empirical means defined by</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_182"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></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:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</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: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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><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: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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</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:math>
<tex-math><![CDATA[$(\bar{Y}_{n},\bar{Z}_{n}):=(\frac{1}{n}{\sum _{k=1}^{n}}Y_{k},\frac{1}{n}{\sum _{k=1}^{n}}Z_{k})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (<italic>for all</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_183"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\ge 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>)<italic>. Then</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_184"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{\frac{\bar{Y}_{n}-\bar{Z}_{n}}{\bar{Y}_{n}}:n\ge 1\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>satisfies the LDP with good rate function</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_185"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$J_{\mathcal{G}_{f,g},g}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>defined by</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_040">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="{" close=""><mml:mrow><mml:mtable columnspacing="10.0pt" equalrows="false" columnlines="none" equalcolumns="false" columnalign="left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mtext mathvariant="italic">if</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">x</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 mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mtext mathvariant="italic">otherwise</mml:mtext><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[J_{\mathcal{G}_{f,g},g}(x):=\left\{\begin{array}{l@{\hskip10.0pt}l}-\log g({e}^{-\frac{I_{f}(x)}{1-x}})& \hspace{2.5pt}\textit{if}\hspace{2.5pt}x\in [0,1),\\{} \infty & \hspace{2.5pt}\textit{otherwise}.\end{array}\right.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement><statement id="j_vmsta72_stat_012"><label>Proof.</label>
<p>By Proposition <xref rid="j_vmsta72_stat_008">2</xref> and the contraction principle we have the LDP of <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_186"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{\frac{\bar{Y}_{n}-\bar{Z}_{n}}{\bar{Y}_{n}}:n\ge 1\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with good rate function <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_187"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$J_{\mathcal{G}_{f,g},g}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> defined by 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_041">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">inf</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">}</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[J_{\mathcal{G}_{f,g},g}(x):=\inf \bigg\{I_{\mathcal{G}_{f,g},g}(y,z):y\ge z>0,\frac{y-z}{y}=x\bigg\}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
The case <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_188"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</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 mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\notin [0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is trivial because we have the infimum over the empty set. For <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_189"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</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 mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in [0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we rewrite this expression as follows (where we take into account the expression of the rate function <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_190"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$I_{\mathcal{G}_{f,g},g}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in Proposition <xref rid="j_vmsta72_stat_008">2</xref>): 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_042">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">inf</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><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">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">}</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">inf</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">{</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">}</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">inf</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">{</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">}</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">{</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">}</mml:mo><mml:mo>;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}\displaystyle J_{\mathcal{G}_{f,g},g}(x)& \displaystyle =\inf \bigg\{I_{\mathcal{G}_{f,g},g}\bigg(\frac{z}{1-x},z\bigg):z>0\bigg\}\\{} & \displaystyle =\inf \bigg\{\frac{z}{1-x}I_{f}\bigg(\frac{\frac{z}{1-x}-z}{\frac{z}{1-x}}\bigg)+I_{g}(z):z>0\bigg\}\\{} & \displaystyle =\inf \bigg\{\frac{z}{1-x}I_{f}(x)+I_{g}(z):z>0\bigg\}\\{} & \displaystyle =-\sup \bigg\{-z\frac{I_{f}(x)}{1-x}-I_{g}(z):z>0\bigg\};\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
thus, since <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_191"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$I_{g}(z)=\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_192"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$z\le 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we obtain <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_193"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$J_{\mathcal{G}_{f,g},g}(x)=-\log g({e}^{-\frac{I_{f}(x)}{1-x}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> by taking into account the definition of <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_194"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$I_{g}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in (<xref rid="j_vmsta72_eq_026">5</xref>) and the well-known properties of Legendre transforms (see e.g. Lemma 4.5.8 in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta72_ref_006">6</xref>]; see also Lemma 2.2.5(a) and Exercise 2.2.22 in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta72_ref_006">6</xref>] for the convexity and the lower semicontinuity of <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_195"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">↦</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\gamma \mapsto \log g({e}^{\gamma })$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>).  □</p></statement>
<p>We have an immediate consequence of this proposition that concerns the case with a deterministic initial population equal to <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_196"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{g}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (almost surely). Namely, if we consider the probability generating function <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_197"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>◇</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$g_{\diamond }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> defined by <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_198"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>◇</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$g_{\diamond }(s):={s}^{\mu _{g}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (for all <italic>s</italic>), then we mean the case <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_199"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>◇</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$g=g_{\diamond }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and therefore:</p>
<list>
<list-item id="j_vmsta72_li_011">
<label>•</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta72_ineq_200"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>◇</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${V_{0}^{f,g_{\diamond }}}=\mu _{g}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> almost surely; thus, <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_201"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$Z_{n}=\mu _{g}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_202"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\bar{Z}_{n}=\mu _{g}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> almost surely (for all <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_203"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\ge 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>);</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta72_li_012">
<label>•</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta72_ineq_204"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>◇</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{{Y_{n}^{f,g_{\diamond }}}:n\ge 1\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are i.i.d. random variables distributed as <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_205"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>◇</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${Y}^{f,g_{\diamond }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, that is, 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_043">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>◇</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>◇</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext>where</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><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">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>:</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>◇</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</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[\[{Y}^{f,g_{\diamond }}:=\mu _{g}+\sum \limits_{i=1}^{\tau }{V_{i}^{f,g_{\diamond }}},\hspace{1em}\text{where}\hspace{2.5pt}\tau :=\inf \big\{n\ge 0:{V_{n}^{f,g_{\diamond }}}=0\big\};\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta72_li_013">
<label>•</label>
<p>the rate function <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_206"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>◇</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>◇</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$J_{\mathcal{G}_{f,g_{\diamond }},g_{\diamond }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_044">
<label>(7)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>◇</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>◇</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="{" close=""><mml:mrow><mml:mtable columnspacing="10.0pt" equalrows="false" columnlines="none" equalcolumns="false" columnalign="left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>·</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd><mml:mtd><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mtext>if</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">x</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 mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mtext>otherwise,</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[J_{\mathcal{G}_{f,g_{\diamond }},g_{\diamond }}(x)=\left\{\begin{array}{l@{\hskip10.0pt}l}\mu _{g}\cdot \frac{I_{f}(x)}{1-x}& \hspace{2.5pt}\text{if}\hspace{2.5pt}x\in [0,1),\\{} \infty & \hspace{2.5pt}\text{otherwise,}\end{array}\right.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
by Proposition <xref rid="j_vmsta72_stat_011">3</xref>.</p>
</list-item>
</list>
<statement id="j_vmsta72_stat_013"><label>Corollary 1</label>
<title>(Comparison between <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_207"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$J_{\mathcal{G}_{f,g},g}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in Proposition <xref rid="j_vmsta72_stat_011">3</xref> and <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_208"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>◇</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>◇</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$J_{\mathcal{G}_{f,g_{\diamond }},g_{\diamond }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>).</title>
<p><italic>We have</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_209"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>◇</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>◇</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$J_{\mathcal{G}_{f,g},g}(x)\le J_{\mathcal{G}_{f,g_{\diamond }},g_{\diamond }}(x)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>for all</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_210"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in \mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. Moreover the inequality turns into an equality if and only if we have one of the following cases:</italic> 
<list>
<list-item id="j_vmsta72_li_014">
<label>•</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta72_ineq_211"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</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 mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\notin [0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_212"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>◇</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>◇</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$J_{\mathcal{G}_{f,g},g}(x)=J_{\mathcal{G}_{f,g_{\diamond }},g_{\diamond }}(x)=\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>;</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta72_li_015">
<label>•</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta72_ineq_213"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x=\mu _{f}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_214"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>◇</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>◇</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$J_{\mathcal{G}_{f,g},g}(x)=J_{\mathcal{G}_{f,g_{\diamond }},g_{\diamond }}(x)=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>;</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta72_li_016">
<label>•</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta72_ineq_215"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${V_{0}^{f,g}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is deterministic, equal to</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_216"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{g}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, and</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_217"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>◇</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>◇</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$J_{\mathcal{G}_{f,g},g}(x)=J_{\mathcal{G}_{f,g_{\diamond }},g_{\diamond }}(x)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>for all</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_218"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in \mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p>
</list-item>
</list>
</p></statement><statement id="j_vmsta72_stat_014"><label>Proof.</label>
<p>The case <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_219"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∉</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\notin [0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is trivial. On the contrary, if <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_220"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in [0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then by Jensen’s inequality we have 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_045">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>·</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:msup><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">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>·</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[-\log g\big({e}^{-\frac{I_{f}(x)}{1-x}}\big)=-\log \mathbb{E}\big[{e}^{-\frac{I_{f}(x)}{1-x}\cdot {V_{0}^{f,g}}}\big]\le \mu _{g}\cdot \frac{I_{f}(x)}{1-x};\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
moreover, the cases where the inequality turns into an equality follow from the well-known properties of Jensen’s inequality.  □</p></statement><statement id="j_vmsta72_stat_015"><label>Remark 4</label>
<title>(Comparison between convergence of estimators of <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_221"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{f}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>).</title>
<p>Assume that <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_222"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{f}>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and the initial population is not deterministic. Then there exists <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_223"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\eta >0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_046">
<label>(8)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>◇</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>◇</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext>for</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" 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">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[0<J_{\mathcal{G}_{f,g},g}(x)<J_{\mathcal{G}_{f,g_{\diamond }},g_{\diamond }}(x)\hspace{1em}\text{for}\hspace{2.5pt}x\in (\mu _{f}-\eta ,\mu _{f}+\eta )\setminus \{\mu _{f}\}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Thus, we can say that <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_224"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>◇</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>◇</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{\frac{{\bar{Y}_{n}^{f,g_{\diamond }}}-\mu _{g}}{{\bar{Y}_{n}^{f,g_{\diamond }}}}:n\ge 1\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> converges to <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_225"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{f}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (as <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_226"><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 $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>) faster than <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_227"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{\frac{{\bar{Y}_{n}^{f,g}}-\bar{Z}_{n}}{{\bar{Y}_{n}^{f,g}}}:n\ge 1\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>; in fact, we can find <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_228"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varepsilon >0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_047">
<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:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>◇</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>◇</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\underset{n\to \infty }{\lim }\frac{P(|\frac{{\bar{Y}_{n}^{f,g_{\diamond }}}-\mu _{g}}{{\bar{Y}_{n}^{f,g_{\diamond }}}}-\mu _{f}|\ge \varepsilon )}{P(|\frac{{\bar{Y}_{n}^{f,g}}-\bar{Z}_{n}}{{\bar{Y}_{n}^{f,g}}}-\mu _{f}|\ge \varepsilon )}=0.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>We can repeat the same argument to say that <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_229"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>◇</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>◇</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{\frac{{\bar{Y}_{n}^{f,g_{\diamond }}}-\mu _{g}}{{\bar{Y}_{n}^{f,g_{\diamond }}}}:n\ge 1\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> converges to <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_230"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{f}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (as <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_231"><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 $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>) faster than <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_232"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{\bar{X}_{n}:n\ge 1\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in Lemma <xref rid="j_vmsta72_stat_004">1</xref>. In fact, we have <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_233"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>◇</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${V_{0}^{f,g_{\diamond }}}=\mu _{g}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> almost surely, <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_234"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{g}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is an integer, and, since <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_235"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{g}>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> because <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_236"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$q_{0}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we have <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_237"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{g}\ge 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>; then we have 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_048">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>◇</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>◇</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>·</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext>for all</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>∖</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[J_{\mathcal{G}_{f,g_{\diamond }},g_{\diamond }}(x)=\mu _{g}\cdot \frac{I_{f}(x)}{1-x}>I_{f}(x)>0\hspace{1em}\text{for all}\hspace{2.5pt}x\in (0,1)\setminus \{\mu _{f}\}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
(we can also consider the case <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_238"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> if <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_239"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{g}>1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>).</p></statement>
<p>Now we present the LDP for the second sequence of estimators.</p><statement id="j_vmsta72_stat_016"><label>Proposition 4.</label>
<p><italic>Assume the same hypotheses of Proposition</italic> <xref rid="j_vmsta72_stat_008"><italic>2</italic></xref> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_240"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$q_{0}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. Let</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_241"><alternatives>
<mml:math><mml:mo 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">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{Y_{n}:n\ge 1\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be i.i.d. random variables distributed as</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_242"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${Y}^{f,g}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. Let</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_243"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{\bar{Y}_{n}:n\ge 1\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be the sequence of empirical means defined by</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_244"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</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: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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\bar{Y}_{n}:=\frac{1}{n}{\sum _{k=1}^{n}}Y_{k}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (<italic>for all</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_245"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\ge 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>)<italic>. Then</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_246"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{\frac{\bar{Y}_{n}-\mu _{g}}{\bar{Y}_{n}}:n\ge 1\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>satisfies the LDP with good rate function</italic> <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_247"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$J_{\mu _{g}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>defined by</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_049">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="{" close=""><mml:mrow><mml:mtable columnspacing="10.0pt" equalrows="false" columnlines="none" equalcolumns="false" columnalign="left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo movablelimits="false">inf</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mtext mathvariant="italic">if</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mtext mathvariant="italic">if</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[J_{\mu _{g}}(x):=\left\{\begin{array}{l@{\hskip10.0pt}l}\inf \{\frac{\mu _{g}}{1-x}I_{f}(\frac{\frac{\mu _{g}}{1-x}-z}{\frac{\mu _{g}}{1-x}})+I_{g}(z):z>0\}& \hspace{2.5pt}\textit{if}\hspace{2.5pt}x<1,\\{} \infty & \hspace{2.5pt}\textit{if}\hspace{2.5pt}x\ge 1.\end{array}\right.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement><statement id="j_vmsta72_stat_017"><label>Proof.</label>
<p>By Proposition <xref rid="j_vmsta72_stat_008">2</xref> and the contraction principle we have the LDP of <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_248"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{\frac{\bar{Y}_{n}-\mu _{g}}{\bar{Y}_{n}}:n\ge 1\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with good rate function <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_249"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$J_{\mu _{g}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> defined by 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_050">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">inf</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">}</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[J_{\mu _{g}}(x):=\inf \bigg\{I_{\mathcal{G}_{f,g},g}(y,z):y\ge z>0,\frac{y-\mu _{g}}{y}=x\bigg\}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
The case <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_250"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\ge 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is trivial because we have the infimum over the empty set (we recall that <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_251"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{g}>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> because <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_252"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$q_{0}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>). For <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_253"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x<1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we have 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_051">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">inf</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo 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[\[J_{\mu _{g}}(x)=\inf \bigg\{I_{\mathcal{G}_{f,g},g}\bigg(\frac{\mu _{g}}{1-x},z\bigg):z>0\bigg\},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and we obtain the desired formula by taking into account the expression of the rate function <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_254"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$I_{\mathcal{G}_{f,g},g}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in Proposition <xref rid="j_vmsta72_stat_008">2</xref>.  □</p></statement><statement id="j_vmsta72_stat_018"><label>Remark 5</label>
<title>(We can have <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_255"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$J_{\mu _{g}}(x)<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for some <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_256"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x<0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>).</title>
<p>We know that, for <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_257"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$J_{\mathcal{G}_{f,g},g}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in Proposition <xref rid="j_vmsta72_stat_011">3</xref>, we have <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_258"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$J_{\mathcal{G}_{f,g},g}(x)=\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_259"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∉</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\notin [0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. On the contrary, as we see, we could have <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_260"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$J_{\mu _{g}}(x)<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for some <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_261"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x<0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. In order to explain this fact, we denote the minimum value <italic>r</italic> such that <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_262"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$q_{r}>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> by <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_263"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">min</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$r_{\mathrm{min}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>; then we have <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_264"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">min</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{g}\ge r_{\mathrm{min}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>; moreover, we have <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_265"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">min</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{g}>r_{\mathrm{min}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> if <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_266"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">min</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$q_{r_{\mathrm{min}}}<1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. In conclusion, we can say that if <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_267"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">min</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{g}>r_{\mathrm{min}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then the range of negative values <italic>x</italic> such that <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_268"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$J_{\mu _{g}}(x)<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_052">
<label>(9)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">min</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[x\ge 1-\frac{\mu _{g}}{r_{\mathrm{min}}};\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
in fact, for <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_269"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x<1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, both <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_270"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$I_{f}(\frac{\frac{\mu _{g}}{1-x}-z}{\frac{\mu _{g}}{1-x}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_271"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$I_{g}(z)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are finite for <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_272"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">min</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$z\in [r_{\mathrm{min}},\frac{\mu _{g}}{1-x}]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and therefore we can say that <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_273"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$J_{\mu _{g}}(x)<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> if <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_274"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">min</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$r_{\mathrm{min}}\le \frac{\mu _{g}}{1-x}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> or, equivalently, if (<xref rid="j_vmsta72_eq_052">9</xref>) holds.</p></statement><statement id="j_vmsta72_stat_019"><label>Remark 6</label>
<title>(Estimators of <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_275"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{f}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> when <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_276"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{f}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>).</title>
<p>If <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_277"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{f}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, that is, <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_278"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$f(s)=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for all <italic>s</italic> or, equivalently, <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_279"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$p_{0}=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then the rate function in Proposition <xref rid="j_vmsta72_stat_011">3</xref> is 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_053">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="{" close=""><mml:mrow><mml:mtable columnspacing="10.0pt" equalrows="false" columnlines="none" equalcolumns="false" columnalign="left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mtext>if</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mtext>otherwise</mml:mtext><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[J_{\mathcal{G}_{f,g},g}(x)=\left\{\begin{array}{l@{\hskip10.0pt}l}0& \hspace{2.5pt}\text{if}\hspace{2.5pt}x=0,\\{} \infty & \hspace{2.5pt}\text{otherwise}.\end{array}\right.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Then it is easy to check that <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_280"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$J_{\mathcal{G}_{f,g},g}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> coincides with <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_281"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$I_{f}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and therefore <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_282"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$J_{\mathcal{G}_{f,g},g}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> coincides with <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_283"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>◇</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>◇</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$J_{\mathcal{G}_{f,g_{\diamond }},g_{\diamond }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in (<xref rid="j_vmsta72_eq_044">7</xref>) (note that, in particular, we cannot have the strict inequalities in (<xref rid="j_vmsta72_eq_046">8</xref>) in Remark <xref rid="j_vmsta72_stat_015">4</xref> stated for the case <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_284"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{f}>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>). Finally, if <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_285"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{f}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (and as usual <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_286"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$q_{0}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> or, equivalently, <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_287"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{g}>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>), then we have <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_288"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$z=\frac{\mu _{g}}{1-x}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in the variational formula of the rate function in Proposition <xref rid="j_vmsta72_stat_016">4</xref>, and therefore 
<disp-formula id="j_vmsta72_eq_054">
<label>(10)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="{" close=""><mml:mrow><mml:mtable columnspacing="10.0pt" equalrows="false" columnlines="none" equalcolumns="false" columnalign="left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mtext>if</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">min</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mtext> otherwise</mml:mtext><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[J_{\mu _{g}}(x)=\left\{\begin{array}{l@{\hskip10.0pt}l}I_{g}(\frac{\mu _{g}}{1-x})& \hspace{2.5pt}\text{if}\hspace{2.5pt}1-\frac{\mu _{g}}{r_{\mathrm{min}}}\le x<1,\\{} \infty & \hspace{2.5pt}\text{ otherwise}.\end{array}\right.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Note the rate function in (<xref rid="j_vmsta72_eq_054">10</xref>) can also be derived by combining the contraction principle and the rate function <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_289"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$I_{g}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for the empirical means <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_290"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{\bar{Z}_{n}:n\ge 1\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>; in fact, we have <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_291"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{\frac{\bar{Y}_{n}-\mu _{g}}{\bar{Y}_{n}}:n\ge 1\}=\{\frac{\bar{Z}_{n}-\mu _{g}}{\bar{Z}_{n}}:n\ge 1\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and the rate function <inline-formula id="j_vmsta72_ineq_292"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$I_{g}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is good by the hypotheses of Proposition <xref rid="j_vmsta72_stat_016">4</xref> (see Proposition <xref rid="j_vmsta72_stat_008">2</xref> and Remark <xref rid="j_vmsta72_stat_009">3</xref>). Finally, we also note that inequality (<xref rid="j_vmsta72_eq_052">9</xref>) appears in the rate function expression (<xref rid="j_vmsta72_eq_054">10</xref>).</p></statement>
</sec>
</body>
<back>
<ack id="j_vmsta72_ack_001">
<title>Acknowledgments</title>
<p>The authors thank a referee for suggesting shorter proofs of Propositions <xref rid="j_vmsta72_stat_006">1</xref> and <xref rid="j_vmsta72_stat_008">2</xref>. The support of GNAMPA (INDAM) is acknowledged.</p></ack>
<ref-list id="j_vmsta72_reflist_001">
<title>References</title>
<ref id="j_vmsta72_ref_001">
<label>[1]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Asmussen</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Hering</surname>, <given-names>H.</given-names></string-name>: <source>Branching Processes</source>. <publisher-name>Birkhäuser</publisher-name>, <publisher-loc>Boston</publisher-loc> (<year>1983</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0701538">MR0701538</ext-link>. doi:<ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="10.1007/978-1-4615-8155-0" xlink:type="simple">10.1007/978-1-4615-8155-0</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta72_ref_002">
<label>[2]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Athreya</surname>, <given-names>K.B.</given-names></string-name>: <article-title>Large deviation rates for branching processes. I. Single type case</article-title>. <source>Ann. Appl. Probab.</source> <volume>4</volume>, <fpage>779</fpage>–<lpage>790</lpage> (<year>1994</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1284985">MR1284985</ext-link>. doi:<ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="10.1214/aoap/1177004971" xlink:type="simple">10.1214/aoap/1177004971</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta72_ref_003">
<label>[3]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Athreya</surname>, <given-names>K.B.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Ney</surname>, <given-names>P.E.</given-names></string-name>: <source>Branching Processes</source>. <publisher-name>Springer</publisher-name>, <publisher-loc>New York, Heidelberg</publisher-loc> (<year>1972</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0373040">MR0373040</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta72_ref_004">
<label>[4]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Athreya</surname>, <given-names>K.B.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Vidyashankar</surname>, <given-names>A.N.</given-names></string-name>: <article-title>Large deviation rates for branching processes. II. The multitype case</article-title>. <source>Ann. Appl. Probab.</source> <volume>5</volume>, <fpage>566</fpage>–<lpage>576</lpage> (<year>1995</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1336883">MR1336883</ext-link>. doi:<ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="10.1214/aoap/1177004778" xlink:type="simple">10.1214/aoap/1177004778</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta72_ref_005">
<label>[5]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Biggins</surname>, <given-names>J.D.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Bingham</surname>, <given-names>N.H.</given-names></string-name>: <article-title>Large deviations in the supercritical branching process</article-title>. <source>Adv. Appl. Probab.</source> <volume>25</volume>, <fpage>757</fpage>–<lpage>772</lpage> (<year>1993</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1241927">MR1241927</ext-link>. doi:<ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="10.2307/1427790" xlink:type="simple">10.2307/1427790</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta72_ref_006">
<label>[6]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Dembo</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zeitouni</surname>, <given-names>O.</given-names></string-name>: <source>Large Deviations Techniques and Applications</source>, <edition>2</edition>nd edn. <publisher-name>Springer</publisher-name>, <publisher-loc>New York</publisher-loc> (<year>1998</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1619036">MR1619036</ext-link>. doi:<ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="10.1007/978-1-4612-5320-4" xlink:type="simple">10.1007/978-1-4612-5320-4</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta72_ref_007">
<label>[7]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Dwass</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>: <article-title>The total progeny in a branching process and a related random walk</article-title>. <source>J. Appl. Probab.</source> <volume>6</volume>, <fpage>682</fpage>–<lpage>686</lpage> (<year>1969</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0253433">MR0253433</ext-link>. doi:<ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="10.1017/S0021900200026711" xlink:type="simple">10.1017/S0021900200026711</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta72_ref_008">
<label>[8]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Fleischmann</surname>, <given-names>K.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wachtel</surname>, <given-names>V.</given-names></string-name>: <article-title>Lower deviation probabilities for supercritical Galton–Watson processes</article-title>. <source>Ann. Inst. Henri Poincaré Probab. Stat.</source> <volume>43</volume>, <fpage>233</fpage>–<lpage>255</lpage> (<year>2007</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2303121">MR2303121</ext-link>. doi:<ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="10.1016/j.anihpb.2006.03.001" xlink:type="simple">10.1016/j.anihpb.2006.03.001</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta72_ref_009">
<label>[9]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>González</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Molina</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>: <article-title>On the partial and total progeny of a bisexual Galton–Watson branching process</article-title>. <source>Appl. Stoch. Models Data Anal.</source> <volume>13</volume>, <fpage>225</fpage>–<lpage>232</lpage> (<year>1998</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1628630">MR1628630</ext-link>. doi:<ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="10.1002/(SICI)1099-0747(199709/12)13:3/4&lt;225::AID-ASM316&gt;3.0.CO;2-9" xlink:type="simple">10.1002/(SICI)1099-0747(199709/12)13:3/4&lt;225::AID-ASM316&gt;3.0.CO;2-9</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta72_ref_010">
<label>[10]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Guttorp</surname>, <given-names>P.</given-names></string-name>: <source>Statistical Inference for Branching Processes</source>. <publisher-name>John Wiley and Sons</publisher-name>, <publisher-loc>New York</publisher-loc> (<year>1991</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1254434">MR1254434</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta72_ref_011">
<label>[11]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Hamza</surname>, <given-names>K.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Klebaner</surname>, <given-names>F.C.</given-names></string-name>: <article-title>How did we get here?</article-title> <source>J. Appl. Probab. A</source> <volume>51</volume>, <fpage>63</fpage>–<lpage>72</lpage> (<year>2014</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3317350">MR3317350</ext-link>. doi:<ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="10.1239/jap/1417528467" xlink:type="simple">10.1239/jap/1417528467</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta72_ref_012">
<label>[12]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Harris</surname>, <given-names>T.E.</given-names></string-name>: <source>The Theory of Branching Processes</source>. <publisher-name>Springer</publisher-name>, <publisher-loc>Berlin</publisher-loc> (<year>1963</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0163361">MR0163361</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta72_ref_013">
<label>[13]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Jagers</surname>, <given-names>P.</given-names></string-name>: <source>Branching Processes with Biological Applications</source>. <publisher-name>John Wiley and Sons</publisher-name>, <publisher-loc>London, New York, Sydney</publisher-loc> (<year>1975</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0488341">MR0488341</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta72_ref_014">
<label>[14]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Kennedy</surname>, <given-names>D.P.</given-names></string-name>: <article-title>The Galton–Watson process conditioned on the total progeny</article-title>. <source>J. Appl. Probab.</source> <volume>12</volume>, <fpage>800</fpage>–<lpage>806</lpage> (<year>1975</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0386042">MR0386042</ext-link>. doi:<ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="10.1017/S0021900200048750" xlink:type="simple">10.1017/S0021900200048750</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta72_ref_015">
<label>[15]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Kimmel</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Axelrod</surname>, <given-names>D.E.</given-names></string-name>: <source>Branching Processes in Biology</source>, <edition>2</edition>nd edn. <publisher-name>Springer</publisher-name>, <publisher-loc>New York</publisher-loc> (<year>2015</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3310028">MR3310028</ext-link>. doi:<ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="10.1007/978-1-4939-1559-0" xlink:type="simple">10.1007/978-1-4939-1559-0</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta72_ref_016">
<label>[16]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Klebaner</surname>, <given-names>F.C.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Liptser</surname>, <given-names>R.</given-names></string-name>: <article-title>Likely path to extinction in simple branching models with large initial population</article-title>. <source>J. Appl. Math. Stoch. Anal.</source> <volume>23</volume>, <fpage>60376</fpage> (<year>2006</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2221000">MR2221000</ext-link>. doi:<ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="10.1155/JAMSA/2006/60376" xlink:type="simple">10.1155/JAMSA/2006/60376</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta72_ref_017">
<label>[17]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Klebaner</surname>, <given-names>F.C.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Liptser</surname>, <given-names>R.</given-names></string-name>: <article-title>Large deviations analysis of extinction in branching models</article-title>. <source>Math. Popul. Stud.</source> <volume>15</volume>, <fpage>55</fpage>–<lpage>69</lpage> (<year>2008</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2380468">MR2380468</ext-link>. doi:<ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="10.1080/08898480701792477" xlink:type="simple">10.1080/08898480701792477</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta72_ref_018">
<label>[18]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Mode</surname>, <given-names>C.J.</given-names></string-name>: <source>Multitype Branching Processes. Theory and Applications</source>. <series>Modern Analytic and Computational Methods in Science and Mathematics</series>, vol. <volume>34</volume>. <publisher-name>American Elsevier Publishing Co., Inc.</publisher-name>, <publisher-loc>New York</publisher-loc> (<year>1971</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0279901">MR0279901</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta72_ref_019">
<label>[19]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Ney</surname>, <given-names>P.E.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Vidyashankar</surname>, <given-names>A.N.</given-names></string-name>: <article-title>Harmonic moments and large deviation rates for supercritical branching processes</article-title>. <source>Ann. Appl. Probab.</source> <volume>13</volume>, <fpage>475</fpage>–<lpage>489</lpage> (<year>2003</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1970272">MR1970272</ext-link>. doi:<ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="10.1214/aoap/1050689589" xlink:type="simple">10.1214/aoap/1050689589</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta72_ref_020">
<label>[20]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Ney</surname>, <given-names>P.E.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Vidyashankar</surname>, <given-names>A.N.</given-names></string-name>: <article-title>Local limit theory and large deviations for supercritical branching processes</article-title>. <source>Ann. Appl. Probab.</source> <volume>14</volume>, <fpage>1135</fpage>–<lpage>1166</lpage> (<year>2004</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2071418">MR2071418</ext-link>. doi:<ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="10.1214/105051604000000242" xlink:type="simple">10.1214/105051604000000242</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta72_ref_021">
<label>[21]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Ney</surname>, <given-names>P.E.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Vidyashankar</surname>, <given-names>A.N.</given-names></string-name>: <article-title>Corrections and acknowledgment for: “Local limit theory and large deviations for supercritical branching processes”</article-title>. <source>Ann. Appl. Probab.</source> <volume>16</volume>, <fpage>2272</fpage>–<lpage>2272</lpage> (<year>2006</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2288722">MR2288722</ext-link>. doi:<ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="10.1214/105051606000000574" xlink:type="simple">10.1214/105051606000000574</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta72_ref_022">
<label>[22]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Pakes</surname>, <given-names>A.G.</given-names></string-name>: <article-title>Some limit theorems for the total progeny of a branching process</article-title>. <source>Adv. Appl. Probab.</source> <volume>3</volume>, <fpage>176</fpage>–<lpage>192</lpage> (<year>1971</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0283892">MR0283892</ext-link>. doi:<ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="10.1017/S0001867800037629" xlink:type="simple">10.1017/S0001867800037629</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta72_ref_023">
<label>[23]</label><mixed-citation publication-type="chapter"> <string-name><surname>Varadhan</surname>, <given-names>S.R.S.</given-names></string-name>: <chapter-title>Large deviations and entropy</chapter-title>. In: <string-name><surname>Greven</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Keller</surname>, <given-names>G.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Warnecke</surname>, <given-names>G.</given-names></string-name> (eds.): <source>Entropy</source>, pp. <fpage>199</fpage>–<lpage>214</lpage>. <publisher-name>Princeton University Press</publisher-name>, <publisher-loc>Princeton</publisher-loc> (<year>2003</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2035822">MR2035822</ext-link></mixed-citation>
</ref>
</ref-list>
</back>
</article>
