<?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">VMSTA82</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.15559/17-VMSTA82</article-id>
<article-categories><subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Research Article</subject></subj-group></article-categories>
<title-group>
<article-title>The self-normalized Donsker theorem revisited</article-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Parczewski</surname><given-names>Peter</given-names></name><email xlink:href="mailto:parczewski@math.uni-mannheim.de">parczewski@math.uni-mannheim.de</email><xref ref-type="aff" rid="j_vmsta82_aff_001"/>
</contrib>
<aff id="j_vmsta82_aff_001"><institution>University of Mannheim</institution>, Institute of Mathematics A5,6, D-68131 Mannheim, <country>Germany</country></aff>
</contrib-group>
<pub-date pub-type="ppub"><year>2017</year></pub-date>
<pub-date pub-type="epub"><day>18</day><month>9</month><year>2017</year></pub-date><volume>4</volume><issue>3</issue><fpage>189</fpage><lpage>198</lpage>
<history>
<date date-type="received"><day>18</day><month>5</month><year>2017</year></date>
<date date-type="rev-recd"><day>9</day><month>8</month><year>2017</year></date>
<date date-type="accepted"><day>9</day><month>8</month><year>2017</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>We extend the Poincaré–Borel lemma to a weak approximation of a Brownian motion via simple functionals of uniform distributions on n-spheres in the Skorokhod space <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_001"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">D</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$D([0,1])$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. This approach is used to simplify the proof of the self-normalized Donsker theorem in Csörgő et al. (2003). Some notes on spheres with respect to <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_002"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ℓ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\ell _{p}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-norms are given.</p>
</abstract>
<kwd-group>
<label>Keywords</label>
<kwd>Poincaré–Borel lemma</kwd>
<kwd>Brownian motion</kwd>
<kwd>Donsker theorem</kwd>
<kwd>self-normalized sums</kwd>
</kwd-group>
<kwd-group kwd-group-type="MSC2010">
<label>2010 MSC</label>
<kwd>60F05</kwd>
<kwd>60F17</kwd>
</kwd-group>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="j_vmsta82_s_001">
<label>1</label>
<title>Introduction</title>
<p>Let <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_003"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">S</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:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">d</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:mi mathvariant="italic">x</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">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo stretchy="false">‖</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">‖</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathcal{S}}^{n-1}(d)=\{x\in {\mathbb{R}}^{n}:\| x\| =d\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be the <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_004"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(n-1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-sphere with radius <italic>d</italic>, where <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_005"><alternatives>
<mml:math><mml:mo stretchy="false">‖</mml:mo><mml:mo>·</mml:mo><mml:mo stretchy="false">‖</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\| \cdot \| $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> denotes the Euclidean norm. The uniform measure on the unit sphere <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_006"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathcal{S}}^{n-1}:={\mathcal{S}}^{n-1}(1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> can be characterized as 
<disp-formula id="j_vmsta82_eq_001">
<label>(1)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</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:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">‖</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>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:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">‖</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\mu _{S,n}\stackrel{d}{=}\frac{(X_{1},\dots ,X_{n})}{\| (X_{1},\dots ,X_{n})\| },\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_007"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>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:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(X_{1},\dots ,X_{n})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a standard <italic>n</italic>-dimensional normal random variable.</p>
<p>The celebrated Poincaré–Borel lemma is the classical result on the approximation of a Gaussian distribution by projections of the uniform measure on <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_008"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">S</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:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathcal{S}}^{n-1}(\sqrt{n})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as <italic>n</italic> tends to infinity: Let <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_009"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\ge m$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_010"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\pi _{n,m}:{\mathbb{R}}^{n}\to {\mathbb{R}}^{m}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be the natural projection. The uniform measure on the sphere <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_011"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">S</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:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathcal{S}}^{n-1}(\sqrt{n})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is given by <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_012"><alternatives>
<mml:math><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\sqrt{n}\hspace{0.1667em}\mu _{S,n}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then, for every fixed <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_013"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$m\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, 
<disp-formula id="j_vmsta82_eq_002">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>∘</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\sqrt{n}\mu _{S,n}\circ {\pi _{n,m}^{-1}}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
converges in distribution to a standard <italic>m</italic>-dimensional normal distribution as <italic>n</italic> tends to infinity, cf. [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta82_ref_011">11</xref>, Proposition 6.1]. Following the historical notes in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta82_ref_006">6</xref>, Section 6] on the earliest reference to this result by Émile Borel, we acquire the usual practice to speak about the Poincaré–Borel lemma.</p>
<p>Among other fields, this convergence stimulated the development of the infinite-dimensional functional analysis (cf. [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta82_ref_012">12</xref>]) as well as the concentration of measure theory (cf. [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta82_ref_010">10</xref>, Section 1.1]).</p>
<p>In particular, it inspired to consider connections of the Wiener measure and the uniform measure on an infinite-dimensional sphere [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta82_ref_021">21</xref>]. Such a Donsker-type result is firstly proved in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta82_ref_004">4</xref>] by nonstandard methods. For the illustration, we make use of the notations in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta82_ref_007">7</xref>], where this result is used for statistical analysis of measures on high-dimensional unit spheres. Define the functional 
<disp-formula id="j_vmsta82_eq_003">
<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">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">S</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:msup><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</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 stretchy="false">↦</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</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:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</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:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[Q_{n,2}:{\mathcal{S}}^{n-1}\to C\big([0,1]\big),\hspace{2em}(x_{1},\dots ,x_{n})\mapsto \big(Q_{n,2}(t)\big)_{t\in [0,1]},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
such that 
<disp-formula id="j_vmsta82_eq_004">
<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">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">‖</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>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:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">‖</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[Q_{n,2}(k/n):=\frac{{\textstyle\sum _{i=1}^{k}}x_{i}}{\| (x_{1},\dots ,x_{n})\| },\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
for <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_014"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">k</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:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$k\in \{0,\dots ,n\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and is linearly interpolated elsewhere. Then [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta82_ref_004">4</xref>, Theorem 2.4] gives that the sequence of processes 
<disp-formula id="j_vmsta82_eq_005">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>∘</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\mu _{S,n}\circ {Q_{n,2}^{-1}}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
converges weakly to a Brownian motion <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_015"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">W</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><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">t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$W:=(W_{t})_{t\in [0,1]}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in the space of continuous functions <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_016"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$C([0,1])$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as <italic>n</italic> tends to infinity. The first proof without nonstandard methods in <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_017"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$C([0,1])$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and in the Skorohod space <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_018"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">D</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$D([0,1])$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is given in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta82_ref_017">17</xref>].</p>
<p>In this note, we present a very simple proof of the càdlàg version of this Poincaré–Borel lemma for Brownian motion. This is the content of Section <xref rid="j_vmsta82_s_002">2</xref>.</p>
<p>Some remarks on such Donsker-type convergence results on spheres with respect to <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_019"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ℓ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\ell _{p}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-norms are collected in Section <xref rid="j_vmsta82_s_003">3</xref>.</p>
<p>In fact, our simple approach can be used to simplify the proof of the main result in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta82_ref_003">3</xref>] as well. This is presented in Section <xref rid="j_vmsta82_s_004">4</xref>.</p>
</sec>
<sec id="j_vmsta82_s_002">
<label>2</label>
<title>Poincaré–Borel lemma for Brownian motion</title>
<p>Suppose <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_020"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X_{1},X_{2},\dots $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a sequence of i.i.d. standard normal random variables. Then <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_021"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(X_{1},\dots ,X_{n})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has a standard <italic>n</italic>-dimensional normal distribution. We define the processes with càdlàg paths 
<disp-formula id="j_vmsta82_eq_006">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">‖</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>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:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">‖</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</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:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[{Z}^{n}=\bigg({Z_{t}^{n}}:=\frac{{\textstyle\sum _{i=1}^{\lfloor nt\rfloor }}X_{i}}{\| (X_{1},\dots ,X_{n})\| }\bigg)_{t\in [0,1]}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Thus, <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_022"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${Z}^{n}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is equivalent to <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_023"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>∘</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{S,n}\circ {\overline{Q}_{n,2}^{-1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for the functional 
<disp-formula id="j_vmsta82_eq_007">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">S</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:msup><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">D</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</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 stretchy="false">↦</mml:mo><mml:mspace width="-0.1667em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">‖</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>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:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">‖</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</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:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\overline{Q}_{n,2}:{\mathcal{S}}^{n-1}\to D\big([0,1]\big),\hspace{2em}(x_{1},\dots ,x_{n})\mapsto \hspace{-0.1667em}\bigg(\overline{Q}_{n,2}(t)=\frac{{\textstyle\sum _{i=1}^{\lfloor nt\rfloor }}x_{i}}{\| (x_{1},\dots ,x_{n})\| }\bigg)_{t\in [0,1]},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and therefore it is a relatively simple computation from the uniform distribution on the <italic>n</italic>-sphere. Then the following extension of the Poincaré–Borel lemma is true: <statement id="j_vmsta82_stat_001"><label>Theorem 1.</label>
<p><italic>The sequence</italic> <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_024"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$({Z}^{n})_{n\in \mathbb{N}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>converges weakly in the Skorokhod space</italic> <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_025"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">D</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$D([0,1])$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>to a standard Brownian motion W as n tends to infinity.</italic></p></statement><statement id="j_vmsta82_stat_002"><label>Proof.</label>
<p>As the distribution of the random vector in (<xref rid="j_vmsta82_eq_001">1</xref>) is exactly the uniform measure <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_026"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{S,n}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the proof of the convergence of finite-dimensional distributions is in line with the classical Poincaré–Borel lemma: by the law of large numbers, <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_027"><alternatives>
<mml:math><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\frac{1}{n}{\sum _{i=1}^{n}}{X_{i}^{2}}\to 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in probability. Hence, by the continuous mapping theorem, <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_028"><alternatives>
<mml:math><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">‖</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>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:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">‖</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\sqrt{n}/(\| (X_{1},\dots ,X_{n})\| )\to 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in probability, and, by Donsker’s theorem and Slutsky’s theorem, we conclude the convergence of finite-dimensional distributions.</p>
<p>For the tightness we consider the increments of the process <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_029"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${Z}^{n}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and make use of a standard criterion. For all <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_030"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$s\le t$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_031"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$[0,1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we denote 
<disp-formula id="j_vmsta82_eq_008">
<label>(2)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd><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">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</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:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≠</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}\displaystyle {\big({Z_{t}^{n}}-{Z_{s}^{n}}\big)}^{2}& \displaystyle =\frac{\sum _{\lfloor ns\rfloor <i\le \lfloor nt\rfloor }{X_{i}^{2}}}{\sum _{i\le n}{X_{i}^{2}}}+\frac{\sum _{\lfloor ns\rfloor <i\ne j\le \lfloor nt\rfloor }X_{i}X_{j}}{\sum _{i\le n}{X_{i}^{2}}}=:{I_{1}^{t,s}}+{I_{2}^{t,s}}.\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Due to the symmetry of the standard <italic>n</italic>-dimensional normally distributed vector <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_032"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>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:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(X_{1},\dots ,X_{n})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, for all pairwise different <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_033"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$i,j,k,l$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we observe 
<disp-formula id="j_vmsta82_eq_009">
<label>(3)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo 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">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">[</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\mathbb{E}\bigg[\frac{X_{i}X_{j}X_{k}X_{l}}{{(\sum _{i\le n}{X_{i}^{2}})}^{2}}\bigg]=\mathbb{E}\bigg[\frac{{X_{i}^{2}}X_{j}X_{k}}{{(\sum _{i\le n}{X_{i}^{2}})}^{2}}\bigg]=0.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Let <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_034"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$s\le u\le t$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_035"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$[0,1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Thus via (<xref rid="j_vmsta82_eq_009">3</xref>), we conclude 
<disp-formula id="j_vmsta82_eq_010">
<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:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\mathbb{E}\big[{I_{1}^{t,u}}{I_{2}^{u,s}}\big]=0,\hspace{2em}\mathbb{E}\big[{I_{2}^{t,u}}{I_{1}^{u,s}}\big]=0,\hspace{2em}\mathbb{E}\big[{I_{2}^{t,u}}{I_{2}^{u,s}}\big]=0,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and therefore 
<disp-formula id="j_vmsta82_eq_011">
<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:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</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:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><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">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</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:mn>2</mml:mn></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:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\mathbb{E}\big[{\big({Z_{t}^{n}}-{Z_{u}^{n}}\big)}^{2}{\big({Z_{u}^{n}}-{Z_{s}^{n}}\big)}^{2}\big]=\mathbb{E}\big[{I_{1}^{t,u}}{I_{1}^{u,s}}\big].\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
We denote for shorthand <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_036"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$m_{1}:=\lfloor nt\rfloor -\lfloor nu\rfloor $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_037"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$m_{2}:=\lfloor nu\rfloor -\lfloor ns\rfloor $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_038"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$m_{3}:=n-(\lfloor nt\rfloor -\lfloor ns\rfloor )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then we observe 
<disp-formula id="j_vmsta82_eq_012">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">χ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">χ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">χ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">χ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">χ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">χ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">χ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">χ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">χ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">χ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">χ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">χ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[{I_{1}^{t,u}}{I_{1}^{u,s}}=\frac{{\chi _{m_{1}}^{2}}{\chi _{m_{2}}^{2}}}{{({\chi _{m_{1}}^{2}}+{\chi _{m_{2}}^{2}}+{\chi _{m_{3}}^{2}})}^{2}}=\frac{\frac{1}{2}({({\chi _{m_{1}}^{2}}+{\chi _{m_{2}}^{2}})}^{2}-{({\chi _{m_{1}}^{2}})}^{2}-{({\chi _{m_{2}}^{2}})}^{2})}{{({\chi _{m_{1}}^{2}}+{\chi _{m_{2}}^{2}}+{\chi _{m_{3}}^{2}})}^{2}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
for pairwise independent chi-squared random variables <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_039"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">χ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\chi _{m}^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with <italic>m</italic> degrees of freedom. We recall that <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_040"><alternatives>
<mml:math><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">χ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">χ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">χ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\frac{{\chi _{m}^{2}}}{{\chi _{m}^{2}}+{\chi _{k}^{2}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_041"><alternatives>
<mml:math><mml:mtext>Beta</mml:mtext><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\text{Beta}(m/2,k/2)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-distributed with 
<disp-formula id="j_vmsta82_eq_013">
<label>(4)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">χ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">χ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">χ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><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">m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</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[\[\mathbb{E}\bigg[{\bigg(\frac{{\chi _{m}^{2}}}{{\chi _{m}^{2}}+{\chi _{k}^{2}}}\bigg)}^{2}\bigg]=\bigg(\frac{m+2}{m+k+2}\bigg)\bigg(\frac{m}{m+k}\bigg).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Hence a computation via (<xref rid="j_vmsta82_eq_013">4</xref>) yields 
<disp-formula id="j_vmsta82_eq_014">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><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:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><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">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}\displaystyle \mathbb{E}\big[{I_{1}^{t,u}}{I_{1}^{u,s}}\big]& \displaystyle =\frac{m_{1}m_{2}}{(m_{1}+m_{2}+m_{3}+2)(m_{1}+m_{2}+m_{3})}\\{} & \displaystyle \le \bigg(\frac{m_{1}}{m_{1}+m_{2}+m_{3}}\bigg)\bigg(\frac{m_{2}}{m_{1}+m_{2}+m_{3}}\bigg),\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and therefore 
<disp-formula id="j_vmsta82_eq_015">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><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:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</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:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><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">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</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:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}\displaystyle \mathbb{E}\big[{\big({Z_{t}^{n}}-{Z_{u}^{n}}\big)}^{2}{\big({Z_{u}^{n}}-{Z_{s}^{n}}\big)}^{2}\big]& \displaystyle \le \bigg(\frac{\lfloor nt\rfloor -\lfloor nu\rfloor }{n}\bigg)\bigg(\frac{\lfloor nu\rfloor -\lfloor ns\rfloor }{n}\bigg)\\{} & \displaystyle \le {\bigg(\frac{\lfloor nt\rfloor -\lfloor ns\rfloor }{n}\bigg)}^{2}.\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>Thus the well-known criterion [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta82_ref_001">1</xref>, Theorem 15.6] (cp. Remark 1 in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta82_ref_015">15</xref>]) implies the tightness of <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_042"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${Z}^{n}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.  □</p></statement><statement id="j_vmsta82_stat_003"><label>Remark 2.</label>
<p>(i) The heuristic connection of the Wiener measure and the uniform measure on an infinite-dimensional sphere goes back to Norbert Wiener’s study of the <italic>differential space</italic>, [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta82_ref_021">21</xref>]. The first informal presentation of Theorem <xref rid="j_vmsta82_stat_001">1</xref> and further historical notes can be found in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta82_ref_012">12</xref>]. The first rigorous proof is given in Section 2 of [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta82_ref_004">4</xref>]. However, the authors make use of nonstandard analysis and the functional <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_043"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$Q_{n,2}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. To the best of our knowledge, the first proof of Theorem <xref rid="j_vmsta82_stat_001">1</xref> is [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta82_ref_017">17</xref>]. In contrast, our proof is based on the pretty decoupling in the tightness argument. Moreover, this approach is extended in Section <xref rid="j_vmsta82_s_004">4</xref> to a simpler proof of Theorem 1 in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta82_ref_003">3</xref>].</p>
<p>(ii) According to the historical comments in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta82_ref_020">20</xref>, Section 2.2], the Poincaré–Borel lemma could be also attributed to Maxwell and Mehler.</p></statement></p>
</sec>
<sec id="j_vmsta82_s_003">
<label>3</label>
<title><inline-formula id="j_vmsta82_ineq_044"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>ℓ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\ell _{p}^{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-spheres</title>
<p>In this section, we consider uniform measures on <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_045"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>ℓ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\ell _{p}^{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-spheres and prove that the limit in Theorem <xref rid="j_vmsta82_stat_001">1</xref> is the only case such that a simple <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_046"><alternatives>
<mml:math><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\overline{Q}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-type pathwise functional leads to a nontrivial limit (Theorem <xref rid="j_vmsta82_stat_006">5</xref>).</p>
<p>Furthermore, we present random variables living on <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_047"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>ℓ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\ell _{p}^{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-spheres, with a similar characterization for a fractional Brownian motion (Theorem <xref rid="j_vmsta82_stat_008">6</xref>).</p>
<p>Concerning the <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_048"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>ℓ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\ell _{p}^{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> norm <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_049"><alternatives>
<mml:math><mml:mo stretchy="false">‖</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\| x\| _{p}={({\sum _{i=1}^{n}}|x_{i}{|}^{p})}^{1/p}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_050"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$p\in [1,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and defining the <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_051"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>ℓ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\ell _{p}^{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> unit sphere 
<disp-formula id="j_vmsta82_eq_016">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</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:msubsup><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo stretchy="false">‖</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</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[\[{\mathcal{S}_{p}^{n-1}}:=\big\{x\in {\mathbb{R}}^{n}:\| x\| _{p}=1\big\},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
the uniform measure <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_052"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{S,n,p}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> on <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_053"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</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:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathcal{S}_{p}^{n-1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is characterized similarly to the uniform measure on the Euclidean unit sphere by independent results in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta82_ref_018">18</xref>, Lemma 1] and [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta82_ref_016">16</xref>, Lemma 3.1]:</p><statement id="j_vmsta82_stat_004"><label>Proposition 3.</label>
<p><italic>Suppose</italic> <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_054"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X,X_{1},X_{2},\dots $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is a sequence of i.i.d. random variables with density</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta82_eq_017">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">exp</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">Γ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[f(x)=\frac{\exp (-|x{|}^{p}/p)}{2{p}^{1/p}\varGamma (1+1/p)}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>Then</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta82_eq_018">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</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:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">‖</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>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:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</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[\[\mu _{S,n,p}\stackrel{d}{=}\frac{(X_{1},\dots ,X_{n})}{\| (X_{1},\dots ,X_{n})\| _{p}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement><statement id="j_vmsta82_stat_005"><label>Remark 4.</label>
<p>(i) We notice that the uniform measure on the <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_055"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>ℓ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\ell _{p}^{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-sphere equals the surface measure only in the cases <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_056"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</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[$p\in \{1,2,\infty \}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, see e.g. [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta82_ref_016">16</xref>, Section 3] or the interesting study of the total variation distance of these measures for <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_057"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$p\ge 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta82_ref_014">14</xref>].</p>
<p>(ii) In particular, we have a counterpart of the classical Poincaré–Borel lemma for finite-dimensional distributions: For every fixed <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_058"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$m\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, 
<disp-formula id="j_vmsta82_eq_019">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>∘</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[{n}^{1/p}\mu _{S,n,p}\circ {\pi _{n,m}^{-1}}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
converges in distribution to the random vector <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_059"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>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">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(X_{1},\dots ,X_{m})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as <italic>n</italic> tends to infinity. This follows immediately from <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_060"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}[|X{|}^{p}]=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and the law of large numbers, cf. [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta82_ref_011">11</xref>, Proposition 6.1] or the finite-dimensional convergence in Theorem <xref rid="j_vmsta82_stat_001">1</xref>.</p></statement>
<p>Similarly to the characterization of the central limit theorem, cp. [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta82_ref_009">9</xref>, Theo- rem 4.23], but in contrast to the convergence of the projection on a finite number of coordinates in Remark <xref rid="j_vmsta82_stat_005">4</xref>, we have a uniqueness result for the processes constructed according to the <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_061"><alternatives>
<mml:math><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\overline{Q}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-type pathwise functionals.</p>
<p>In the following we denote the convergence in distribution by <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_062"><alternatives>
<mml:math><mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\stackrel{d}{\to }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and the almost sure convergence by <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_063"><alternatives>
<mml:math><mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\stackrel{a.s.}{\to }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p><statement id="j_vmsta82_stat_006"><label>Theorem 5.</label>
<p><italic>Suppose</italic> <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_064"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$p\ge 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and denote</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta82_eq_020">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>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:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">↦</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">‖</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>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:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</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:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\overline{Q}_{n,p}:(x_{1},\dots ,x_{n})\mapsto \bigg(\frac{{\textstyle\sum _{i=1}^{\lfloor nt\rfloor }}x_{i}}{\| (x_{1},\dots ,x_{n})\| _{p}}\bigg)_{t\in [0,1]}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>Then, in the Skorokhod space</italic> <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_065"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">D</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$D([0,1])$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, as n tends to infinity:</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta82_eq_021">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>∘</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mfenced separators="" open="{" close=""><mml:mrow><mml:mtable columnspacing="10.0pt" equalrows="false" columnlines="none" equalcolumns="false" columnalign="left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:mi mathvariant="italic">W</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>is divergent</mml:mtext><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>2</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[\[\mu _{S,n,p}\circ {\overline{Q}_{n,p}^{-1}}\left\{\begin{array}{l@{\hskip10.0pt}l}\stackrel{a.s.}{\to }0,\hspace{1em}& p<2,\\{} \stackrel{d}{\to }W,\hspace{1em}& p=2,\\{} \text{is divergent},\hspace{1em}& p>2.\end{array}\right.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement><statement id="j_vmsta82_stat_007"><label>Proof.</label>
<p>The strong law of large numbers [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta82_ref_009">9</xref>, Theorem 4.23] implies that <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_066"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mo stretchy="false">‖</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>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:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${n}^{1/p}/\| (X_{1},\dots ,X_{n})\| _{p}\to 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> almost surely for all <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_067"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$p\ge 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Moreover, for <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_068"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$p<2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, it gives as well that <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_069"><alternatives>
<mml:math><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></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">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\frac{1}{{n}^{1/p}}{\sum _{i=1}^{\lfloor nt\rfloor }}X_{i}\to 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> almost surely for all <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_070"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$t\in [0,1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Thanks to Proposition <xref rid="j_vmsta82_stat_004">3</xref>, we have 
<disp-formula id="j_vmsta82_eq_022">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>∘</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">‖</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>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:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:msup>
<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:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>·</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\mu _{S,n,p}\circ {\overline{Q}_{n,p}^{-1}}\stackrel{d}{=}\frac{{n}^{1/p}}{\| (X_{1},\dots ,X_{n})\| _{p}}\Bigg({n}^{-1/p}\sum \limits_{i=1}^{\lfloor n\cdot \rfloor }X_{i}\Bigg).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Thus we conclude via <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_071"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${n}^{-1/p}={n}^{-1/2}{n}^{(p-2)/2p}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, Donsker’s theorem and Slutsky’s theorem.  □</p></statement>
<p>However, the <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_072"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>ℓ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\ell _{p}^{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> spheres can be involved in another convergence result. The fractional Brownian motion <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_073"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${B}^{H}=({B_{t}^{H}})_{t\ge 0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with Hurst parameter <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_074"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">H</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:math>
<tex-math><![CDATA[$H\in (0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a centered Gaussian process with the covariance <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_075"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}[{B_{t}^{H}}{B_{s}^{H}}]=\frac{1}{2}({t}^{2H}+{s}^{2H}-|t-s{|}^{2H})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. We refer to [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta82_ref_013">13</xref>] for further information on this generalization of the Brownian motion beyond semimartingales. In particular, there is the following random walk approximation ([<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta82_ref_019">19</xref>, Theorem 2.1] or [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta82_ref_013">13</xref>, Lemma 1.15.9]): Let <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_076"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><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">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{X_{i}\}_{i\ge 1}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a stationary Gaussian sequence with <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_077"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><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">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}[X_{i}]=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and correlations 
<disp-formula id="j_vmsta82_eq_023">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><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">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">∼</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\sum \limits_{i,j=1}^{n}\mathbb{E}[X_{i}X_{j}]\sim {n}^{2H}L(n),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
as <italic>n</italic> tends to infinity for a slowly varying function <italic>L</italic>. Then <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_078"><alternatives>
<mml:math><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml: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">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\frac{1}{{n}^{2H}L(n)}{\sum _{i=1}^{\lfloor nt\rfloor }}X_{i}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> converges weakly in the Skorohod space <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_079"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">D</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$D([0,1])$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> towards a fractional Brownian motion with Hurst parameter <italic>H</italic>. For simplification let <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_080"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></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">H</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X_{i}={B_{i}^{H}}-{B_{i-1}^{H}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_081"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$i\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, be the correlated increments of the fractional Brownian motion <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_082"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${B}^{H}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The stationarity and the ergodic theorem imply, for <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_083"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$p>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and the constant <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_084"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$c_{H}:=\mathbb{E}[|{B_{1}^{H}}{|}^{1/H}]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, that 
<disp-formula id="j_vmsta82_eq_024">
<label>(5)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em" stretchy="true">‖</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>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:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em" stretchy="true">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:msup>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><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:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="1em"/></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[{\big(\big\| (X_{1},\dots ,X_{n})\big\| _{p}/{n}^{H}\big)}^{p}={n}^{-Hp}\sum \limits_{i=1}^{n}|X_{i}{|}^{p}\stackrel{a.s.}{\to }\left\{\begin{array}{l@{\hskip10.0pt}l}0,\hspace{1em}& p>1/H,\\{} c_{H}\hspace{1em}& p=1/H,\\{} +\infty ,\hspace{1em}& p<1/H,\end{array}\right.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
(see e.g. [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta82_ref_013">13</xref>, Eq. (1.18.3)]). With this at hand, we obtain a similar uniqueness result: <statement id="j_vmsta82_stat_008"><label>Theorem 6.</label>
<p><italic>Let</italic> <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_085"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></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">H</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X_{i}={B_{i}^{H}}-{B_{i-1}^{H}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_086"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$i\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, be the increments of a fractional Brownian motion</italic> <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_087"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${B}^{H}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. Then, in the Skorokhod space</italic> <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_088"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">D</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$D([0,1])$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, as n tends to infinity:</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta82_eq_025">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>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:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">‖</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>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:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">‖</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</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:mrow></mml:msub><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:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>is divergent</mml:mtext><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi><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[\[\overline{Q}_{n,p}(X_{1},\dots ,X_{n})=\bigg(\frac{{\textstyle\sum _{i=1}^{\lfloor nt\rfloor }}X_{i}}{\| (X_{1},\dots ,X_{n})\| _{p}}\bigg)_{t\in [0,1]}\left\{\begin{array}{l@{\hskip10.0pt}l}\stackrel{a.s.}{\to }0,\hspace{1em}& p<1/H,\\{} \stackrel{d}{\to }{B}^{H}/{c_{H}^{H}},\hspace{1em}& p=1/H,\\{} \text{is divergent},\hspace{1em}& p>1/H.\end{array}\right.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement><statement id="j_vmsta82_stat_009"><label>Proof.</label>
<p>Taqqu’s limit theorem implies, for all <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_089"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">H</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:math>
<tex-math><![CDATA[$H\in (0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, 
<disp-formula id="j_vmsta82_eq_026">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow></mml:msup>
<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:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</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:mrow></mml:msub><mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\Bigg({n}^{-H}\sum \limits_{i=1}^{\lfloor nt\rfloor }X_{i}\Bigg)_{t\in [0,1]}\stackrel{d}{\to }{B}^{H}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
in the Skorokhod space <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_090"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">D</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$D([0,1])$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then, thanks to (<xref rid="j_vmsta82_eq_024">5</xref>), we conclude as in Theorem <xref rid="j_vmsta82_stat_006">5</xref>.  □</p></statement><statement id="j_vmsta82_stat_010"><label>Remark 7.</label>
<p>Due to the different correlations between the random variables <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_091"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X_{i}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in Theorem <xref rid="j_vmsta82_stat_008">6</xref>, there is no symmetric and trivial sequence of measures <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_092"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\hat{\mu }_{S,n,p}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> on the <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_093"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>ℓ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\ell _{p}^{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-spheres and some simple <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_094"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\overline{Q}_{n,p}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-type pathwise functionals, which represent the distributions of <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_095"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>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:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\overline{Q}_{n,p}(X_{1},\dots ,X_{n})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. However, it would be interesting, whether some uniform or surface measures on geometric objects in combination with simple <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_096"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">‾</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\overline{Q}_{p}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-type pathwise functionals allow similar Donsker-type theorems for fractional Brownian motion or other Gaussian processes?</p></statement></p>
</sec>
<sec id="j_vmsta82_s_004">
<label>4</label>
<title>The self-normalized Donsker theorem</title>
<p>Suppose <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_097"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X,X_{1},X_{2},\dots $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a sequence of i.i.d. nondegenerate random variables and we denote for all <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_098"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, 
<disp-formula id="j_vmsta82_eq_027">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">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">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><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:mn>2</mml:mn></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:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[S_{n}:=\sum \limits_{i=1}^{n}X_{i},\hspace{2em}{V_{n}^{2}}:=\sum \limits_{i=1}^{n}{X_{i}^{2}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Limit theorems for self-normalized sums <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_099"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</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: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[$S_{n}/V_{n}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> play an important role in statistics, see e.g. [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta82_ref_008">8</xref>], and have been extensively studied during the last decades, cf. the monograph on self-normalizes processes [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta82_ref_005">5</xref>].</p>
<p>In [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta82_ref_003">3</xref>], the following invariance principle for self-normalized sum processes is established.</p><statement id="j_vmsta82_stat_011"><label>Theorem 8</label>
<title>(Theorem 1 in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta82_ref_003">3</xref>]).</title>
<p><italic>Assume the notations above and denote</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta82_eq_028">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo></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:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[{Z_{t}^{n}}:=S_{\lfloor nt\rfloor }/V_{n}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>Then the following assertions, with n tending to infinity, are equivalent:</italic> 
<list>
<list-item id="j_vmsta82_li_001">
<label>(a)</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta82_ineq_100"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$E[X]=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and X is in the domain of attraction of the normal law (i.e. there exists a sequence</italic> <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_101"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></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:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(b_{n})_{n\ge 1}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>with</italic> <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_102"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$S_{n}/b_{n}\stackrel{d}{\to }\mathcal{N}(0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>).</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta82_li_002">
<label>(b)</label>
<p><italic>For all</italic> <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_103"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><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 fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$t_{0}\in (0,1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_104"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${Z_{t_{0}}^{n}}\stackrel{d}{\to }\mathcal{N}(0,t_{0})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta82_li_003">
<label>(c)</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta82_ineq_105"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$({Z_{t}^{n}})_{t\in [0,1]}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>converges weakly to</italic> <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_106"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><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">t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(W_{t})_{t\in [0,1]}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>on</italic> <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_107"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">D</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(D([0,1]),\rho )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, where ρ denotes the uniform topology.</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta82_li_004">
<label>(d)</label>
<p><italic>On an appropriate joint probability space, the following is valid:</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta82_eq_029">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</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:mrow></mml:munder><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em" stretchy="true">|</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">W</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em" stretchy="true">|</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml: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[\[\underset{t\in [0,1]}{\sup }\big|{Z_{t}^{n}}-W(nt)/\sqrt{n}\big|=o_{P}(1).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
</list-item>
</list>
</p></statement><statement id="j_vmsta82_stat_012"><label>Remark 9.</label>
<p>The equivalence of <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_108"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(a)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_109"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(b)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the celebrated result [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta82_ref_008">8</xref>, Theorem 3]. Since the implications <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_110"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⇒</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⇒</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(d)\Rightarrow (c)\Rightarrow (b)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are trivial, the proof in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta82_ref_003">3</xref>] is completed by showing <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_111"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⇒</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(a)\Rightarrow (d)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Thanks to a tightness argument as in the proof of Theorem <xref rid="j_vmsta82_stat_001">1</xref>, we obtain a simpler alternative for the proof.</p></statement><statement id="j_vmsta82_stat_013"><label>Proof of Theorem 8.</label>
<p>As stated in the remark, we already know that <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_112"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⇒</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⇒</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⇔</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(d)\Rightarrow (c)\Rightarrow (b)\Leftrightarrow (a)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. We denote 
<list>
<list-item id="j_vmsta82_li_005">
<label>(<inline-formula id="j_vmsta82_ineq_113"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$c_{0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>)</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta82_ineq_114"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$({Z_{t}^{n}})_{t\in [0,1]}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> converges weakly to <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_115"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><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">t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(W_{t})_{t\in [0,1]}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> on the Skorokhod space <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_116"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">D</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$D([0,1])$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</list-item>
</list> 
By the continuity of the paths of the Brownian motion and [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta82_ref_001">1</xref>, Section 18], we obtain the equivalence <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_117"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⇔</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(c)\Leftrightarrow (c_{0})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. We denote by <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_118"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d_{0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the Skorokhod metric on <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_119"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">D</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$D([0,1])$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> which makes it a Polish space. The Skorokhod–Dudley Theorem [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta82_ref_009">9</xref>, Theorem 4.30] and <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_120"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(c_{0})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> imply 
<disp-formula id="j_vmsta82_eq_030">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</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">t</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:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><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">t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[d_{0}\big(\big({Z_{t}^{n}}\big)_{t\in [0,1]},(W_{t})_{t\in [0,1]}\big)\to 0,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
almost surely on an appropriate probability space. Since the uniform topology is finer than the Skorokhod topology ([<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta82_ref_001">1</xref>, Section 18]), we conclude assertion <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_121"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(d)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Thus it remains to prove <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_122"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⇒</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(a)\Rightarrow (c_{0})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Firstly we consider finite-dimensional distributions. Due to [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta82_ref_008">8</xref>, Lemma 3.2], the sequence <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_123"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(b_{n})_{n\in \mathbb{N}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_124"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$S_{n}/b_{n}\stackrel{d}{\to }\mathcal{N}(0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> fulfills <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_125"><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:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$V_{n}/b_{n}\to 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in probability and <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_126"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$b_{n}=\sqrt{n}L(n)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for some slowly varying at infinity function <italic>L</italic>. The continuous mapping theorem implies <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_127"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</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: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 stretchy="false">→</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$b_{n}/V_{n}\to 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in probability. Take arbitrary <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_128"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$N\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_129"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</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="double-struck">R</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$a_{1},\dots ,a_{N}\in \mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_130"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$t_{1},\dots ,t_{N}\in [0,1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Without loss of generality, we assume <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_131"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$t_{1}<\cdots <t_{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and denote <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_132"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$t_{0}:=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_133"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</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>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$t_{N+1}:=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then, by the independence of the random variables <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_134"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$S_{\lfloor nt_{i}\rfloor }-S_{\lfloor nt_{i-1}\rfloor }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_135"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$i=1,\dots ,N+1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, for every fixed <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_136"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, Lévy’s continuity theorem and the normality of the random vector <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_137"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(Y_{1},\dots ,Y_{N+1})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we obtain 
<disp-formula id="j_vmsta82_eq_031">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</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 fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</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 fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\bigg(\frac{S_{\lfloor nt_{1}\rfloor }-S_{\lfloor nt_{0}\rfloor }}{\sqrt{(\lfloor nt_{1}\rfloor )}},\dots ,\frac{S_{\lfloor nt_{N+1}\rfloor }-S_{\lfloor nt_{N}\rfloor }}{\sqrt{(\lfloor nt_{N+1}\rfloor -\lfloor nt_{N}\rfloor )}}\bigg)\stackrel{d}{\to }(Y_{1},\dots ,Y_{N+1}),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
as <italic>n</italic> tends to infinity. As the sequence <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_138"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(b_{n})_{n\in \mathbb{N}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is regularly varying with exponent <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_139"><alternatives>
<mml:math><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$1/2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, it is easily seen that 
<disp-formula id="j_vmsta82_eq_032">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\frac{b_{\lfloor nt_{i}\rfloor -\lfloor nt_{i-1}\rfloor }}{b_{n}}\to \sqrt{t_{i}-t_{i-1}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Via the continuous mapping theorem, we conclude 
<disp-formula id="j_vmsta82_eq_033">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd><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">i</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</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">j</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msqrt><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">W</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}\displaystyle \sum \limits_{i}a_{i}\frac{S_{\lfloor nt_{i}\rfloor }}{b_{n}}& \displaystyle =\sum \limits_{i=1}^{N+1}\frac{(\sum _{j\le i}a_{j})(b_{\lfloor nt_{i}\rfloor -\lfloor nt_{i-1}\rfloor })}{b_{n}}\bigg(\frac{S_{\lfloor nt_{i}\rfloor }-S_{\lfloor nt_{i-1}\rfloor }}{b_{\lfloor nt_{i}\rfloor -\lfloor nt_{i-1}\rfloor }}\bigg)\\{} & \displaystyle \stackrel{d}{\to }\sum \limits_{i=1}^{N+1}\bigg(\sum \limits_{j\le i}a_{j}\bigg)\sqrt{t_{i}-t_{i-1}}Y_{i}\stackrel{d}{=}\sum \limits_{i=1}^{N+1}a_{i}W_{t_{i}}.\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Slutsky’s theorem implies 
<disp-formula id="j_vmsta82_eq_034">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><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">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></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:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml: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">i</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">W</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\sum \limits_{i=1}^{N+1}a_{i}{Z_{t_{i}}^{n}}=\bigg(\frac{b_{n}}{V_{n}}\bigg)\bigg(\sum \limits_{i}a_{i}\frac{S_{\lfloor nt_{i}\rfloor }}{b_{n}}\bigg)\stackrel{d}{\to }\sum \limits_{i=1}^{N+1}a_{i}W_{t_{i}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
what means the convergence of finite-dimensional distributions.</p>
<p>The tightness follows again by the criterion [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta82_ref_001">1</xref>, Theorem 15.6]. By the identical distribution, for all <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_140"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$m\le n$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we have 
<disp-formula id="j_vmsta82_eq_035">
<label>(6)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><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:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">[</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">]</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">[</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><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[\[\mathbb{E}\bigg[{\bigg(\frac{\sum _{i\le m}{X_{i}^{2}}}{\sum _{i\le n}{X_{i}^{2}}}\bigg)}^{2}\bigg]=\mathbb{E}\bigg[\frac{m{X_{1}^{4}}}{{(\sum _{i\le n}{X_{i}^{2}})}^{2}}\bigg]+\mathbb{E}\bigg[\frac{m(m-1){X_{1}^{2}}{X_{2}^{2}}}{{(\sum _{i\le n}{X_{i}^{2}})}^{2}}\bigg].\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Thanks to the value 1 on the left hand side in (<xref rid="j_vmsta82_eq_035">6</xref>) for <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_141"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$m=n$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we conclude 
<disp-formula id="j_vmsta82_eq_036">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">[</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[0\le \mathbb{E}\bigg[\frac{{X_{1}^{2}}{X_{2}^{2}}}{{(\sum _{i\le n}{X_{i}^{2}})}^{2}}\bigg]\le \frac{1}{n(n-1)}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
In contrast to (<xref rid="j_vmsta82_eq_009">3</xref>), for possibly nonsymmetric random variables, the Cauchy–Schwarz inequality and [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta82_ref_008">8</xref>, (3.10)] yields a constant <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_142"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$c_{X}<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that for every <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_143"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$r\in \{2,3,4\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, 
<disp-formula id="j_vmsta82_eq_037">
<label>(7)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">max</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtable displaystyle="true" rowspacing="0" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:munder><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">[</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\underset{\begin{array}{c} i,j,k,l\le n\\{} |\{i,j,k,l\}|=r\end{array}}{\max }\mathbb{E}\bigg[\frac{|X_{i}X_{j}X_{k}X_{l}|}{{(\sum _{i\le n}{X_{i}^{2}})}^{2}}\bigg]\le c_{X}{n}^{-r}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Applying the estimates in (<xref rid="j_vmsta82_eq_037">7</xref>) on the terms in (<xref rid="j_vmsta82_eq_008">2</xref>) gives that 
<disp-formula id="j_vmsta82_eq_038">
<label>(8)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">max</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:munder><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\underset{i,j\in \{1,2\}}{\max }\mathbb{E}\big[{I_{i}^{t,u}}{I_{j}^{u,s}}\big]\le c_{X}{\bigg(\frac{\lfloor nt\rfloor -\lfloor ns\rfloor }{n}\bigg)}^{2}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Hence, we obtain 
<disp-formula id="j_vmsta82_eq_039">
<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:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</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:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><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">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</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:mn>2</mml:mn></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:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\mathbb{E}\big[{\big({Z_{t}^{n}}-{Z_{u}^{n}}\big)}^{2}{\big({Z_{u}^{n}}-{Z_{s}^{n}}\big)}^{2}\big]=\mathbb{E}\big[\big({I_{1}^{t,u}}+{I_{2}^{t,u}}\big)\big({I_{1}^{u,s}}+{I_{2}^{u,s}}\big)\big]\le 4c_{X}{\bigg(\frac{\lfloor nt\rfloor -\lfloor ns\rfloor }{n}\bigg)}^{2},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and the proof concludes as in Theorem <xref rid="j_vmsta82_stat_001">1</xref>.  □</p></statement><statement id="j_vmsta82_stat_014"><label>Remark 10.</label>
<p>(i) By the same reasoning, we obtain Theorem <xref rid="j_vmsta82_stat_006">5</xref> for the sequence of i.i.d. variables <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_144"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X,X_{1},X_{2},\dots $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that Theorem <xref rid="j_vmsta82_stat_011">8</xref> <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_145"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(a)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is fulfilled.</p>
<p>(ii) In [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta82_ref_002">2</xref>], a similar counterpart of Theorem <xref rid="j_vmsta82_stat_011">8</xref> for <italic>α</italic>-stable Lévy processes is established. An interesting question would be on a uniqueness result similar to Theorem <xref rid="j_vmsta82_stat_006">5</xref>.</p></statement>
</sec>
</body>
<back>
<ack id="j_vmsta82_ack_001">
<title>Acknowledgments</title>
<p>The author thanks the anonymous referees for careful reading and helpful comments.</p></ack>
<ref-list id="j_vmsta82_reflist_001">
<title>References</title>
<ref id="j_vmsta82_ref_001">
<label>[1]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Billingsley</surname>, <given-names>P.</given-names></string-name>: <source>Convergence of Probability Measures</source>. <publisher-name>Wiley</publisher-name>, <publisher-loc>New York</publisher-loc> (<year>1968</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0233396">MR0233396</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta82_ref_002">
<label>[2]</label><mixed-citation publication-type="chapter"> <string-name><surname>Csörgő</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Hu</surname>, <given-names>Z.</given-names></string-name>: <chapter-title>Weak convergence of self-normalized partial sums processes</chapter-title>. In: <source>Asymptotic Laws and Methods in Stochastics</source>. <series>Fields Inst. Commun.</series>, <volume>76</volume>, pp. <fpage>3</fpage>–<lpage>15</lpage>. <publisher-name>Springer</publisher-name> (<year>2015</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3409822">MR3409822</ext-link>. doi:<ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="10.1007/978-1-4939-3076-0_1" xlink:type="simple">10.1007/978-1-4939-3076-0_1</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta82_ref_003">
<label>[3]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Csörgő</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Szyszkowicz</surname>, <given-names>B.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wang</surname>, <given-names>Q.</given-names></string-name>: <article-title>Donsker’s theorem for self-normalized partial sums processes</article-title>. <source>Ann. Probab.</source> <volume>31</volume> (<issue>3</issue>), <fpage>1228</fpage>–<lpage>1240</lpage> (<year>2003</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1988470">MR1988470</ext-link>. doi:<ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="10.1214/aop/1055425777" xlink:type="simple">10.1214/aop/1055425777</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta82_ref_004">
<label>[4]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Cutland</surname>, <given-names>N.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Ng</surname>, <given-names>S.-A.</given-names></string-name>: <article-title>The wiener sphere and wiener measure</article-title>. <source>Ann. Probab.</source> <volume>21</volume> (<issue>1</issue>), <fpage>1</fpage>–<lpage>13</lpage> (<year>1993</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1207212">MR1207212</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta82_ref_005">
<label>[5]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>de la Peña</surname>, <given-names>V.H.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Lai</surname>, <given-names>T.L.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Shao</surname>, <given-names>Q.-M.</given-names></string-name>: <source>Self-normalized Processes</source>. <publisher-name>Springer</publisher-name>, <publisher-loc>Berlin</publisher-loc> (<year>2009</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2488094">MR2488094</ext-link>. doi:<ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="10.1007/978-3-540-85636-8" xlink:type="simple">10.1007/978-3-540-85636-8</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta82_ref_006">
<label>[6]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Diaconis</surname>, <given-names>P.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Freedman</surname>, <given-names>D.</given-names></string-name>: <article-title>A dozen de finetti-style results in search of a theory</article-title>. <source>Ann. Inst. Henri Poincaré Probab. Stat.</source> <volume>23</volume> (<issue>2</issue>), <fpage>397</fpage>–<lpage>423</lpage> (<year>1987</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0898502">MR0898502</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta82_ref_007">
<label>[7]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Dryden</surname>, <given-names>I.L.</given-names></string-name>: <article-title>Statistical analysis on high-dimensional spheres and shape spaces</article-title>. <source>Ann. Stat.</source> <volume>33</volume> (<issue>4</issue>), <fpage>1643</fpage>–<lpage>1665</lpage> (<year>2005</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2166558">MR2166558</ext-link>. doi:<ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="10.1214/009053605000000264" xlink:type="simple">10.1214/009053605000000264</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta82_ref_008">
<label>[8]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Giné</surname>, <given-names>E.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Götze</surname>, <given-names>F.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Mason</surname>, <given-names>D.M.</given-names></string-name>: <article-title>When is the student t-statistic asymptotically standard normal?</article-title> <source>Ann. Probab.</source> <volume>25</volume>, <fpage>1514</fpage>–<lpage>1531</lpage> (<year>1997</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1457629">MR1457629</ext-link>. doi:<ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="10.1214/aop/1024404523" xlink:type="simple">10.1214/aop/1024404523</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta82_ref_009">
<label>[9]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Kallenberg</surname>, <given-names>O.</given-names></string-name>: <source>Foundations of Modern Probability. Second Edition. Probability and Its Applications.</source> <publisher-name>Springer</publisher-name>, <publisher-loc>New York</publisher-loc> (<year>2002</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1876169">MR1876169</ext-link>. doi:<ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="10.1007/978-1-4757-4015-8" xlink:type="simple">10.1007/978-1-4757-4015-8</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta82_ref_010">
<label>[10]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Ledoux</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Talagrand</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>: <source>Probability in Banach Spaces</source>. <publisher-name>Springer</publisher-name>, <publisher-loc>Berlin</publisher-loc> (<year>1991</year>).</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta82_ref_011">
<label>[11]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Lifshits</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>: <source>Lectures on Gaussian Processes</source>. <publisher-name>Springer</publisher-name>, <publisher-loc>New York</publisher-loc> (<year>2012</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3024389">MR3024389</ext-link>. doi:<ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="10.1007/978-3-642-24939-6" xlink:type="simple">10.1007/978-3-642-24939-6</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta82_ref_012">
<label>[12]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>McKean</surname>, <given-names>H.P.</given-names></string-name>: <article-title>Geometry of differential space</article-title>. <source>Ann. Probab.</source> <volume>1</volume> (<issue>2</issue>), <fpage>197</fpage>–<lpage>206</lpage> (<year>1973</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0353471">MR0353471</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta82_ref_013">
<label>[13]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Mishura</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name>: <source>Stochastic Calculus for Fractional Brownian Motion and Related Processes</source>. <publisher-name>Springer</publisher-name>, <publisher-loc>Berlin</publisher-loc> (<year>2008</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2378138">MR2378138</ext-link>. doi:<ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="10.1007/978-3-540-75873-0" xlink:type="simple">10.1007/978-3-540-75873-0</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta82_ref_014">
<label>[14]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Naor</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Romik</surname>, <given-names>D.</given-names></string-name>: <article-title>Projecting the surface measure of the sphere of <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_146"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>ℓ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\ell _{p}^{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</article-title> <source>Ann. Inst. Henri Poincaré Probab. Stat.</source> <volume>39</volume> (<issue>2</issue>), <fpage>241</fpage>–<lpage>261</lpage> (<year>2003</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1962135">MR1962135</ext-link>. doi:<ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="10.1016/S0246-0203(02)00008-0" xlink:type="simple">10.1016/S0246-0203(02)00008-0</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta82_ref_015">
<label>[15]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Parczewski</surname>, <given-names>P.</given-names></string-name>: <article-title>A fractional donsker theorem</article-title>. <source>Stoch. Anal. Appl.</source> <volume>32</volume> (<issue>2</issue>), <fpage>328</fpage>–<lpage>347</lpage> (<year>2014</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3177074">MR3177074</ext-link>. doi:<ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="10.1080/07362994.2013.866521" xlink:type="simple">10.1080/07362994.2013.866521</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta82_ref_016">
<label>[16]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Rachev</surname>, <given-names>S.T.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Rüschendorf</surname>, <given-names>L.</given-names></string-name>: <article-title>Approximate independence of distributions on spheres and their stability properties</article-title>. <source>Ann. Probab.</source> <volume>19</volume> (<issue>3</issue>), <fpage>1311</fpage>–<lpage>1337</lpage> (<year>1991</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1112418">MR1112418</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta82_ref_017">
<label>[17]</label><mixed-citation publication-type="other"> <string-name><surname>Račkauskas</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Suquet</surname>, <given-names>C.</given-names></string-name>: Convergence of self-normalized partial sums processes in <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_147"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$c[0,1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_148"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d[0,1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Publications IRMA de Lille <bold>53 - VI</bold> (2000).</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta82_ref_018">
<label>[18]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Schechtman</surname>, <given-names>G.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zinn</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>: <article-title>On the volume of the intersection of two <inline-formula id="j_vmsta82_ineq_149"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${l_{p}^{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> balls.</article-title> <source>Proc. Am. Math. Soc.</source> <volume>110</volume> (<issue>1</issue>), <fpage>217</fpage>–<lpage>224</lpage> (<year>1990</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1015684">MR1015684</ext-link>. doi:<ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="10.2307/2048262" xlink:type="simple">10.2307/2048262</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta82_ref_019">
<label>[19]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Taqqu</surname>, <given-names>M.S.</given-names></string-name>: <article-title>Weak convergence to fractional brownian motion and to the rosenblatt process.</article-title> <source>Z. Wahrscheinlichkeitstheor. Verw. Geb.</source> <volume>31</volume>, <fpage>287</fpage>–<lpage>302</lpage> (<year>1975</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0400329">MR0400329</ext-link>. doi:<ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="10.1007/BF00532868" xlink:type="simple">10.1007/BF00532868</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta82_ref_020">
<label>[20]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Vershik</surname>, <given-names>A.M.</given-names></string-name>: <article-title>Does a lebesgue measure in an infinite-dimensional space exist?</article-title> <source>Tr. Mat. Inst. Steklova</source> <volume>259</volume>, <fpage>256</fpage>–<lpage>281</lpage> (<year>2007</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2433687">MR2433687</ext-link>. doi:<ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="10.1134/S0081543807040153" xlink:type="simple">10.1134/S0081543807040153</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta82_ref_021">
<label>[21]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Wiener</surname>, <given-names>N.</given-names></string-name>: <article-title>Differential space</article-title>. <source>J. Math. Phys.</source> <volume>2</volume>, <fpage>132</fpage>–<lpage>174</lpage> (<year>1923</year>).</mixed-citation>
</ref>
</ref-list>
</back>
</article>
