<?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">VMSTA88</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.15559/17-VMSTA88</article-id>
<article-categories><subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Research Article</subject></subj-group></article-categories>
<title-group>
<article-title>Integrated quantile functions: properties and applications</article-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author">
<contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-0020-7496</contrib-id>
<name><surname>Gushchin</surname><given-names>Alexander A.</given-names></name><email xlink:href="mailto:gushchin@mi.ras.ru">gushchin@mi.ras.ru</email><xref ref-type="aff" rid="j_vmsta88_aff_001">a</xref><xref ref-type="aff" rid="j_vmsta88_aff_002">b</xref><xref ref-type="aff" rid="j_vmsta88_aff_003">c</xref><xref ref-type="corresp" rid="cor1">∗</xref>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0001-7389-1009</contrib-id>
<name><surname>Borzykh</surname><given-names>Dmitriy A.</given-names></name><email xlink:href="mailto:dborzykh@hse.ru">dborzykh@hse.ru</email><xref ref-type="aff" rid="j_vmsta88_aff_002">b</xref>
</contrib>
<aff id="j_vmsta88_aff_001"><label>a</label><institution>Steklov Mathematical Institute</institution>, Gubkina 8, 119991 Moscow, <country>Russia</country></aff>
<aff id="j_vmsta88_aff_002"><label>b</label><institution>National Research University Higher School of Economics</institution>, Myasnitskaya 20, 101000 Moscow, <country>Russia</country></aff>
<aff id="j_vmsta88_aff_003"><label>c</label><institution>Lomonosov Moscow State University</institution>, Leninskie gory, 119991 Moscow, <country>Russia</country></aff>
</contrib-group>
<author-notes>
<corresp id="cor1"><label>∗</label>Corresponding author.</corresp>
</author-notes>
<pub-date pub-type="ppub"><year>2017</year></pub-date>
<pub-date pub-type="epub"><day>8</day><month>12</month><year>2017</year></pub-date><volume>4</volume><issue>4</issue><fpage>285</fpage><lpage>314</lpage>
<history>
<date date-type="received"><day>9</day><month>8</month><year>2017</year></date>
<date date-type="rev-recd"><day>6</day><month>11</month><year>2017</year></date>
<date date-type="accepted"><day>8</day><month>11</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>In this paper we provide a systematic exposition of basic properties of integrated distribution and quantile functions. We define these transforms in such a way that they characterize any probability distribution on the real line and are Fenchel conjugates of each other. We show that uniform integrability, weak convergence and tightness admit a convenient characterization in terms of integrated quantile functions. As an application we demonstrate how some basic results of the theory of comparison of binary statistical experiments can be deduced using integrated quantile functions. Finally, we extend the area of application of the Chacon–Walsh construction in the Skorokhod embedding problem.</p>
</abstract>
<kwd-group>
<label>Keywords</label>
<kwd>Quantile functions</kwd>
<kwd>integrated quantile functions</kwd>
<kwd>integrated distribution functions</kwd>
<kwd>convex stochastic order</kwd>
<kwd>binary experiments</kwd>
<kwd>Chacon–Walsh construction</kwd>
</kwd-group>
<kwd-group kwd-group-type="MSC2010">
<label>2010 MSC</label>
<kwd>60E05</kwd>
<kwd>62E15</kwd>
<kwd>60B10</kwd>
<kwd>26A48</kwd>
</kwd-group>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="j_vmsta88_s_001">
<label>1</label>
<title>Introduction</title>
<p>Integrated distribution and quantile functions or simple transformations of them play an important role in probability theory, mathematical statistics, and their applications such as insurance, finance, economics etc. They frequently appear in the literature, often under different names. Moreover, in many occasions they are defined under additional assumption of integrability of a random variable or at least integrability of the positive or the negative part of a variable. Let us point out only few references. For a random variable <italic>X</italic>, let <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_001"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$F_{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be the distribution function of <italic>X</italic> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_002"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$q_{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> any quantile function of <italic>X</italic>. Examples of integrated distribution functions or their simple modifications are: 
<list>
<list-item id="j_vmsta88_li_001">
<label>•</label>
<p>The function 
<disp-formula id="j_vmsta88_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">Ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \varPsi _{X}(x):={\int _{-\infty }^{x}}F_{X}(t)\hspace{0.1667em}dt,\hspace{1em}x\in \mathbb{R},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
considered in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_011">11</xref>].</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta88_li_002">
<label>•</label>
<p>The integrated survival function 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_002">
<label>(2)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">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:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ H_{X}(x):={\int _{x}^{+\infty }}\big(1-F_{X}(t)\big)\hspace{0.1667em}dt,\hspace{1em}x\in \mathbb{R},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
of <italic>X</italic>, also called the stop-loss transform, see, e.g., [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_019">19</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_020">20</xref>].</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta88_li_003">
<label>•</label>
<p>The potential function 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_003">
<label>(3)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ U_{X}(x):=-\mathsf{E}|x-X|,\hspace{1em}x\in \mathbb{R},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
of <italic>X</italic>, see, e.g., [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_004">4</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_006">6</xref>].</p>
</list-item>
</list> 
These transforms characterize the distribution of <italic>X</italic> only if the expectations <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_003"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}{X}^{-}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, or <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_004"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}{X}^{+}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, or <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_005"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}|X|$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> respectively are finite; otherwise, the transforms equal <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_006"><alternatives>
<mml:math><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$+\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> or <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_007"><alternatives>
<mml:math><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$-\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> identically and do not allow to identify the distribution of <italic>X</italic>.</p>
<p>The examples of integrated quantile functions or their simple transformations are: 
<list>
<list-item id="j_vmsta88_li_004">
<label>•</label>
<p>The absolute Lorenz curve 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_004">
<label>(4)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">AL</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \operatorname{AL}_{X}(u):={\int _{0}^{u}}q_{X}(s)\hspace{0.1667em}ds,\hspace{1em}u\in [0,\hspace{0.1667em}1],\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
see, e.g., [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_021">21</xref>] and the references therein.</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta88_li_005">
<label>•</label>
<p>The Hardy–Littlewood maximal function 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_005">
<label>(5)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">HL</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</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:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \operatorname{HL}_{X}(u):=\frac{1}{1-u}{\int _{u}^{1}}q_{X}(s)\hspace{0.1667em}ds,\hspace{1em}u\in [0,\hspace{0.1667em}1),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
of <italic>X</italic>, see [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_014">14</xref>].</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta88_li_006">
<label>•</label>
<p>The Conditional Value at Risk 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_006">
<label>(6)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">CV@R</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</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:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \operatorname{CV@R}_{X}(u):=\frac{1}{u}{\int _{0}^{u}}q_{X}(s)\hspace{0.1667em}ds,\hspace{1em}u\in (0,\hspace{0.1667em}1],\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
see, e.g., [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_022">22</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_023">23</xref>], also called the Average Value at Risk [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_011">11</xref>], or the expected shortfall, or the expected tail loss.</p>
</list-item>
</list> 
Again, these transforms characterize the distribution of <italic>X</italic> if either <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_008"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[{X}^{-}]<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> or <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_009"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[{X}^{+}]<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, otherwise, they are equal to <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_010"><alternatives>
<mml:math><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$+\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> or <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_011"><alternatives>
<mml:math><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$-\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> identically.</p>
<p>The main goal of this paper is a systematic exposition of basic properties of integrated distribution and quantile functions. In particular, we define the integrated distribution and quantile functions for any random variable <italic>X</italic> in such a way that each one of these functions determines uniquely the distribution of <italic>X</italic>. Further, we show that such important notions of probability theory as uniform integrability, weak convergence and tightness can be characterized in terms of integrated quantile functions (see Section <xref rid="j_vmsta88_s_007">3</xref>). In Section <xref rid="j_vmsta88_s_010">4</xref> we show how some basic results of the theory of comparison of binary statistical experiments can be deduced using our results in previous two sections. Finally, in Section <xref rid="j_vmsta88_s_011">5</xref> we extend the area of application of the Chacon–Walsh construction in the Skorokhod embedding problem with the help of integrated quantile functions.</p>
<p>One of the key points of our approach is that we define integrated distribution and quantile functions as Fenchel conjugates of each other. This is due to the fact that their derivatives, distribution functions and quantile functions, are generalized inverses (see, e.  g., [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_008">8</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_011">11</xref>]). This convex duality result can be found in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_021">21</xref>] and [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_011">11</xref>, Lemma A.26], and constitutes implicitly one of two main results in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_022">22</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_023">23</xref>].</p>
<p>Let us note that we consider only univariate distributions in this paper. However, it is reasonable to mention a possible generalization to the multidimensional case based on ideas from optimal transport. The integrated quantile function of a random variable <italic>X</italic>, as it is defined in our paper, is a convex function whose gradient pushes forward the uniform distribution on <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_012"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(0,\hspace{0.1667em}1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> into the distribution of <italic>X</italic>; moreover, the integrated distribution function is the Fenchel transform of the integrated quantile function and its gradient pushes forward the distribution of <italic>X</italic> into the uniform distribution on <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_013"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(0,\hspace{0.1667em}1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> if the distribution of <italic>X</italic> is continuous. It the multidimensional case the existence of such functions follows from the McCann theorem [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_018">18</xref>]. Namely, if <italic>μ</italic> is the distribution on <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_014"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathbb{R}}^{d}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then there exists a (unique up to an additive constant) convex function <italic>V</italic> whose gradient pushes forward the uniform distribution on the unit cube (or, say, the unit ball) in <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_015"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathbb{R}}^{d}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> into <italic>μ</italic>. Additionally, if <italic>μ</italic> vanishes on Borel subsets of Hausdorff dimension <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_016"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$d-1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then the Fenchel transform <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_017"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${V}^{\ast }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of <italic>V</italic> pushes forward <italic>μ</italic> to the corresponding uniform distribution. We refer to [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_003">3</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_005">5</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_009">9</xref>] and [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_013">13</xref>] for recent advances in this area.</p>
<p>It is more convenient for us to speak about random variables rather than distributions. However, if a probability space is not specified, the symbols <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_018"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{P}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_019"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for probability and expectation enter into consideration only via distributions of random variables and may refer to different probability spaces. This allows us to replace occasionally random variables by their distributions in the notation.</p>
<p>For the reader’s convenience, we recall some terminology and elementary facts concerning convex functions of one real variable. A convex function <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_020"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi><mml:mo>∪</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$f:\mathbb{R}\to \mathbb{R}\cup \{+\infty \}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is proper if its effective domain 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_007">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo movablelimits="false">dom</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><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:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \operatorname{dom}f:=\big\{x\in \mathbb{R}:f(x)<+\infty \big\}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
is not empty. The subdifferential <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_021"><alternatives>
<mml:math><mml:mi>∂</mml:mi><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:math>
<tex-math><![CDATA[$\partial f(x)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of <italic>f</italic> at a point <italic>x</italic> is defined by 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_008">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>∂</mml:mi><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:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><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:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mtext>for every</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \partial f(x)=\big\{u\in \mathbb{R}:f(y)\ge f(x)+u(y-x)\hspace{2.5pt}\text{for every}\hspace{2.5pt}y\in \mathbb{R}\big\}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
If <italic>f</italic> is a proper convex function and <italic>x</italic> is an interior point of <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_022"><alternatives>
<mml:math><mml:mo movablelimits="false">dom</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\operatorname{dom}f$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_023"><alternatives>
<mml:math><mml:mi>∂</mml:mi><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:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\partial f(x)=[{f^{\prime }_{-}}(x),{f^{\prime }_{+}}(x)]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_024"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${f^{\prime }_{-}}(x)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_025"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${f^{\prime }_{+}}(x)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are the left and right derivatives of <italic>f</italic> at <italic>x</italic> respectively. The conjugate of <italic>f</italic>, or the Fenchel transform, is the function <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_026"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${f}^{\ast }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> on <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_027"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> defined by 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_009">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {f}^{\ast }(u)=\underset{x\in \mathbb{R}}{\sup }\hspace{0.1667em}\big[xu-f(x)\big].\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
The conjugate function is lower semicontinuous and convex. The Fenchel–Moreau theorem says that if <italic>f</italic> is a proper lower semicontinuous convex function, then <italic>f</italic> is the conjugate of <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_028"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${f}^{\ast }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, i.e. 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_010">
<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:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ f(x)=\underset{u\in \mathbb{R}}{\sup }\big[xu-{f}^{\ast }(u)\big],\hspace{1em}x\in \mathbb{R};\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
moreover, for <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_029"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x,u\in \mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_011">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi>∂</mml:mi><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:mspace width="1em"/><mml:mo stretchy="false">⟺</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi>∂</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mo stretchy="false">⟺</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><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:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ u\in \partial f(x)\hspace{1em}\Longleftrightarrow \hspace{1em}x\in \partial {f}^{\ast }(u)\hspace{1em}\hspace{2.5pt}\Longleftrightarrow \hspace{1em}f(x)+{f}^{\ast }(u)=xu.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
</sec>
<sec id="j_vmsta88_s_002">
<label>2</label>
<title>Integrated distribution and quantile functions: definitions and main properties</title>
<sec id="j_vmsta88_s_003">
<label>2.1</label>
<title>Definition and properties of integrated distribution functions</title>
<p>The distribution function <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_030"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$F_{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of a random variable <italic>X</italic> given on a probability space <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_031"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Ω</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(\varOmega ,\hspace{0.1667em}\mathcal{F},\hspace{0.1667em}\mathsf{P})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is defined by <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_032"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$F_{X}(x)=\mathsf{P}(X\le x)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_033"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in \mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Since <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_034"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$F_{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is bounded, for any choice of <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_035"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x_{0}\in \mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the integral <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_036"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\int _{x_{0}}^{x}}F_{X}(t)\hspace{0.1667em}dt$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is defined and finite for all <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_037"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in \mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.<xref ref-type="fn" rid="j_vmsta88_fn_001">2</xref><fn id="j_vmsta88_fn_001"><label><sup>2</sup></label>
<p>Throughout the paper, if <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_038"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$b<a$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, by convention <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_039"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><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:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><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:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\int _{a}^{b}}f(x)\hspace{0.1667em}dx:=-{\int _{b}^{a}}f(x)\hspace{0.1667em}dx$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></fn> In contrast to this case, the function <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_040"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varPsi _{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in (<xref rid="j_vmsta88_eq_001">1</xref>) corresponding to the choice <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_041"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x_{0}=-\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, takes value <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_042"><alternatives>
<mml:math><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$+\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> identically if <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_043"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[{X}^{-}]=\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p><statement id="j_vmsta88_stat_001"><label>Definition 1.</label>
<p>The <italic>integrated distribution function</italic> of a random variable <italic>X</italic> is defined by 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_012">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathsf{J}_{X}(x):={\int _{0}^{x}}F_{X}(t)\hspace{0.1667em}dt,\hspace{1em}x\in \mathbb{R}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement><statement id="j_vmsta88_stat_002"><label>Theorem 1.</label>
<p><italic>An integrated distribution function</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_044"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{J}_{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>has the following properties</italic>: 
<list>
<list-item id="j_vmsta88_li_007">
<label>(i)</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta88_ineq_045"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{J}_{X}(0)=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta88_li_008">
<label>(ii)</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta88_ineq_046"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{J}_{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is convex</italic>, <italic>increasing and finite everywhere on</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_047"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta88_li_009">
<label>(iii)</label>
<p><italic>for</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_048"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$a<b$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_013">
<label>(7)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">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" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><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[\[ \mathsf{J}_{X}(b)-\mathsf{J}_{X}(a)=\mathsf{E}\big[{(b-X)}^{+}-{(X-a)}^{-}\big],\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>in particular</italic>, <italic>for</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_049"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in \mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_014">
<label>(8)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">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" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">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" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mtext mathvariant="italic">.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathsf{J}_{X}(x)=\mathsf{E}\big[{(x-X)}^{+}-{X}^{-}\big]=\mathsf{E}\big[{(X-x)}^{+}-{X}^{+}+x\big]\textit{.}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta88_li_010">
<label>(iv)</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta88_ineq_050"><alternatives>
<mml:math><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\underset{x\to -\infty }{\lim }\mathsf{J}_{X}(x)=-\mathsf{E}[{X}^{-}]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_051"><alternatives>
<mml:math><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\underset{x\to +\infty }{\lim }(x-\mathsf{J}_{X}(x))=\mathsf{E}[{X}^{+}]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta88_li_011">
<label>(v)</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta88_ineq_052"><alternatives>
<mml:math><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\underset{x\to -\infty }{\lim }\frac{\mathsf{J}_{X}(x)}{x}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_053"><alternatives>
<mml:math><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\underset{x\to +\infty }{\lim }\frac{\mathsf{J}_{X}(x)}{x}=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta88_li_012">
<label>(vi)</label>
<p><italic>The subdifferential of</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_054"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{J}_{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>satisfies</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_015">
<label>(9)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>∂</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \partial \mathsf{J}_{X}(x)=\big[F_{X}(x-0),\hspace{0.1667em}F_{X}(x)\big],\hspace{1em}x\in \mathbb{R},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>in particular</italic>, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_055"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${(\mathsf{J}_{X})^{\prime }_{-}}(x)=F_{X}(x-0)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_056"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${(\mathsf{J}_{X})^{\prime }_{+}}(x)=F_{X}(x)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta88_li_013">
<label>(vii)</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta88_ineq_057"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{J}_{-X}(x)=x+\mathsf{J}_{X}(-x)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>for all</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_058"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in \mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p>
</list-item>
</list>
</p></statement>
<p>It is clear from (vi), that the integrated distribution function uniquely determines the distribution.</p><statement id="j_vmsta88_stat_003"><label>Proof.</label>
<p>It is evident that (i) holds and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_059"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{J}_{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is finite and increasing. For <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_060"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$a<b$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we have 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_016">
<label>(10)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo>−</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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mtext>.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ F_{X}(a)(b-a)\le \mathsf{J}_{X}(b)-\mathsf{J}_{X}(a)={\int _{a}^{b}}F_{X}(t)\hspace{0.1667em}dt\le F_{X}(b-0)(b-a)\text{.}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
It follows that, for any <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_061"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x,\hspace{0.1667em}y\in \mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_017">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mtext>,</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathsf{J}_{X}(y)\ge \mathsf{J}_{X}(x)+p(y-x)\text{,}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
if <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_062"><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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$p\in [F_{X}(x-0),\hspace{0.1667em}F_{X}(x)]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Now the convexity of <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_063"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{J}_{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> follows, which, in turn, implies (vi).</p>
<p>Next, by Fubini’s theorem, for <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_064"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$a<b$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_018">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mn mathvariant="double-struck">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mn mathvariant="double-struck">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">]</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">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" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mtext>.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}\displaystyle {\int _{a}^{b}}F_{X}(t)\hspace{0.1667em}dt& \displaystyle ={\int _{a}^{b}}\mathsf{E}[\mathbb{1}_{\{X\le t\}}]\hspace{0.1667em}dt=\mathsf{E}\Bigg[{\int _{a}^{b}}\mathbb{1}_{\{X\le t\}}\hspace{0.1667em}dt\Bigg]\\{} & \displaystyle =\mathsf{E}\big[{(b-X)}^{+}-{(X-a)}^{-}\big]\text{.}\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Thus, we have proved (<xref rid="j_vmsta88_eq_013">7</xref>). The second equality in (<xref rid="j_vmsta88_eq_014">8</xref>) is trivial, and the first one follows from (<xref rid="j_vmsta88_eq_013">7</xref>) if we put <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_065"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$a=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> or <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_066"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$b=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> depending on the sign of <italic>x</italic>.</p>
<p>Let us prove (iv). The function <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_067"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${(x-X)}^{+}-{X}^{-}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is increasing in <italic>x</italic>, hence <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_068"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[{(x-X)}^{+}-{X}^{-}]\to -\mathsf{E}[{X}^{-}]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_069"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\to -\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> by the monotone convergence theorem. This proves the first equality in (iv). Similarly, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_070"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x-{(x-X)}^{+}+{X}^{-}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is increasing in <italic>x</italic>, hence <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_071"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[x-{(x-X)}^{+}+{X}^{-}]\to \mathsf{E}[{X}^{+}]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_072"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\to +\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> by the monotone convergence theorem.</p>
<p>Finally, (v) and (vii) follow from (<xref rid="j_vmsta88_eq_016">10</xref>) and (<xref rid="j_vmsta88_eq_014">8</xref>) respectively.  □</p></statement>
<fig id="j_vmsta88_fig_001">
<label>Fig. 1.</label>
<caption>
<p>A typical graph of an integrated distribution function if the expectations <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_073"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[{X}^{-}]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_074"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[{X}^{+}]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are finite</p>
</caption>
<graphic xlink:href="vmsta-4-4-vmsta88-g001.jpg"/>
</fig>
<statement id="j_vmsta88_stat_004"><label>Corollary 1.</label>
<p><italic>If X is an integrable random variable</italic>, <italic>then</italic>, <italic>for any</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_075"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in \mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_019">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}\displaystyle \varPsi _{X}(x)& \displaystyle =\mathsf{J}_{X}(x)+\mathsf{E}\big[{X}^{-}\big],\\{} \displaystyle H_{X}(x)& \displaystyle =\mathsf{J}_{X}(x)+\mathsf{E}\big[{X}^{+}\big]-x,\\{} \displaystyle U_{X}(x)& \displaystyle =x-\mathsf{E}|X|-2\mathsf{J}_{X}(x),\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>where</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_076"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varPsi _{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_077"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$H_{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, and</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_078"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$U_{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>are defined in</italic> (<xref rid="j_vmsta88_eq_001">1</xref>)–(<xref rid="j_vmsta88_eq_003">3</xref>), <italic>in particular</italic>, 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_020">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mtext mathvariant="italic">.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \varPsi _{X}(x)+H_{X}(x)=-U_{X}(x)\textit{.}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement><statement id="j_vmsta88_stat_005"><label>Theorem 2.</label>
<p><italic>If</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_079"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$J:\mathbb{R}\to \mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_080"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$J(0)=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, is a convex function satisfying</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_021">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext mathvariant="italic">and</mml:mtext><mml:mspace width="1em"/><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{x\to -\infty }{\lim }\frac{J(x)}{x}=0\hspace{1em}\textit{and}\hspace{1em}\underset{x\to +\infty }{\lim }\frac{J(x)}{x}=1,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>then there exists on some probability space a random variable X for which</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_081"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{J}_{X}=J$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p></statement><statement id="j_vmsta88_stat_006"><label>Proof.</label>
<p>Since <italic>J</italic> is convex and finite everywhere on the line, it has the right-hand derivative at each point, and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_082"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">J</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:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$J(x)={\int _{0}^{x}}{J^{\prime }_{+}}(t)\hspace{0.1667em}dt$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Moreover, similarly to the proof of (v) in Theorem <xref rid="j_vmsta88_stat_002">1</xref>, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_083"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\lim _{x\to -\infty }{J^{\prime }_{+}}(x)=\lim _{x\to -\infty }\frac{J(x)}{x}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_084"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\lim _{x\to +\infty }{J^{\prime }_{+}}(x)=\lim _{x\to +\infty }\frac{J(x)}{x}=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Put <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_085"><alternatives>
<mml:math><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:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$F(x):={J^{\prime }_{+}}(x)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Due to convexity of <italic>J</italic>, <italic>F</italic> is an increasing and right-continuous function. So we can conclude, that <italic>F</italic> is the distribution function of some random variable <italic>X</italic> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_086"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{J}_{X}=J$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.  □</p></statement>
</sec>
<sec id="j_vmsta88_s_004">
<label>2.2</label>
<title>Definition and properties of integrated quantile functions</title>
<p>We call every function <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_087"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$q_{X}:(0,\hspace{0.1667em}1)\to \mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> satisfying 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_022">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><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">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><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">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ F_{X}\big(q_{X}(u)-0\big)\le u\le F_{X}\big(q_{X}(u)\big),\hspace{1em}u\in (0,\hspace{0.1667em}1),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
a <italic>quantile function</italic> of a random variable <italic>X</italic>. The functions <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_088"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${q_{X}^{L}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_089"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${q_{X}^{R}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> defined by 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_023">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">inf</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">inf</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}& \displaystyle {q_{X}^{L}}(u):=\inf \big\{x\in \mathbb{R}:F_{X}(x)\ge u\big\},\\{} & \displaystyle {q_{X}^{R}}(u):=\inf \big\{x\in \mathbb{R}:F_{X}(x)>u\big\},\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
are called the <italic>lower (left)</italic> and <italic>upper (right) quantile functions</italic> of <italic>X</italic>. Of course, the lower and upper quantile functions of <italic>X</italic> are quantile functions of <italic>X</italic>, and we always have 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_024">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">u</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:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {q_{X}^{L}}(u)\le q_{X}(u)\le {q_{X}^{R}}(u),\hspace{1em}u\in (0,\hspace{0.1667em}1),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
for any quantile function <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_090"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$q_{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>It follows directly from the definitions that, for any <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_091"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in \mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_092"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</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:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u\in (0,\hspace{0.1667em}1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <disp-formula-group id="j_vmsta88_dg_001">
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_025">
<label>(11)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mspace width="1em"/><mml:mo stretchy="false">⇔</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mtext>,</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}\displaystyle {q_{X}^{L}}(u)& \displaystyle \le x\hspace{1em}\Leftrightarrow \hspace{1em}u\le F_{X}(x)\text{,}\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_026">
<label>(12)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mspace width="1em"/><mml:mo stretchy="false">⇔</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mtext>.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}\displaystyle {q_{X}^{R}}(u)& \displaystyle \ge x\hspace{1em}\Leftrightarrow \hspace{1em}u\ge F_{X}(x-0)\text{.}\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</disp-formula-group> See, e. g., [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_008">8</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_011">11</xref>] for more information on quantile functions (generalized inverses).</p><statement id="j_vmsta88_stat_007"><label>Definition 2.</label>
<p>The Fenchel transform of the integrated distribution function of a random variable <italic>X</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_027">
<label>(13)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathsf{K}_{X}(u)=\underset{x\in \mathbb{R}}{\sup }\big\{xu-\mathsf{J}_{X}(x)\big\},\hspace{1em}u\in \mathbb{R},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
is called the <italic>integrated quantile function</italic> of <italic>X</italic>.</p></statement>
<p>This definition is motivated by the fact mentioned in the introduction, that a function whose derivative is a quantile function must coincide with the Fenchel transform of <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_093"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{J}_{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> up to an additive constant. The next theorem clarifies this point.</p><statement id="j_vmsta88_stat_008"><label>Theorem 3.</label>
<p><italic>An integrated quantile function</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_094"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{K}_{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>has the following properties</italic> : 
<list>
<list-item id="j_vmsta88_li_014">
<label>(i)</label>
<p><italic>The function</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_095"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{K}_{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is convex and lower semicontinuous. It takes finite values on</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_096"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(0,\hspace{0.1667em}1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and equals</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_097"><alternatives>
<mml:math><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$+\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>outside</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_098"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$[0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta88_li_015">
<label>(ii)</label>
<p><italic>The Fenchel transform of</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_099"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{K}_{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_100"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{J}_{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, i.  e. for any</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_101"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in \mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_028">
<label>(14)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo><mml:mtext mathvariant="italic">.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathsf{J}_{X}(x)=\underset{u\in \mathbb{R}}{\sup }\big\{xu-\mathsf{K}_{X}(u)\big\}\textit{.}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta88_li_016">
<label>(iii)</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta88_ineq_102"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">min</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\min _{u\in \mathbb{R}}\mathsf{K}_{X}(u)=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_103"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{u\in \mathbb{R}:\mathsf{K}_{X}(u)=0\}=[F_{X}(0-0),\hspace{0.1667em}F_{X}(0)]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta88_li_017">
<label>(iv)</label>
<p><italic>for every</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_104"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u\in [0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_029">
<label>(15)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathsf{K}_{X}(u)={\int _{u_{0}}^{u}}q_{X}(s)\hspace{0.1667em}ds,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>where</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_105"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u_{0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is any zero of</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_106"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{K}_{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta88_li_018">
<label>(v)</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta88_ineq_107"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{K}_{X}(0)=\mathsf{E}[{X}^{-}]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_108"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</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:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{K}_{X}(1)=\mathsf{E}[{X}^{+}]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta88_li_019">
<label>(vi)</label>
<p><italic>The subdifferential of</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_109"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{K}_{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>satisfies</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_030">
<label>(16)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>∂</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \partial \mathsf{K}_{X}(u)=\big[{q_{X}^{L}}(u),\hspace{0.1667em}{q_{X}^{R}}(u)\big],\hspace{1em}u\in (0,\hspace{0.1667em}1),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>in particular</italic>, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_110"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${(\mathsf{K}_{X})^{\prime }_{-}}(u)={q_{X}^{L}}(u)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_111"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${(\mathsf{K}_{X})^{\prime }_{+}}(x)={q_{X}^{R}}(u)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta88_li_020">
<label>(vii)</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta88_ineq_112"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{K}_{-X}(u)=\mathsf{K}_{X}(1-u)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>for all</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_113"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u\in [0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p>
</list-item>
</list>
</p></statement>
<p>It is clear from (ii) and the similar remark after Theorem <xref rid="j_vmsta88_stat_002">1</xref> that the integrated quantile function uniquely determines the distribution.</p>
<fig id="j_vmsta88_fig_002">
<label>Fig. 2.</label>
<caption>
<p>A typical graph of an integrated quantile function</p>
</caption>
<graphic xlink:href="vmsta-4-4-vmsta88-g002.jpg"/>
</fig>
<statement id="j_vmsta88_stat_009"><label>Proof.</label>
<p>Since <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_114"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{J}_{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a proper convex continuous function, it follows from the definition of <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_115"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{K}_{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and the Fenchel–Moreau theorem that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_116"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{K}_{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is convex and lower semicontinuous, (<xref rid="j_vmsta88_eq_028">14</xref>) holds, and for all <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_117"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x,\hspace{0.1667em}u\in \mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_031">
<label>(17)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi>∂</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mo stretchy="false">⇔</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi>∂</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mo stretchy="false">⇔</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mtext>,</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ u\in \partial \mathsf{J}_{X}(x)\hspace{1em}\Leftrightarrow \hspace{1em}x\in \partial \mathsf{K}_{X}(u)\hspace{1em}\Leftrightarrow \hspace{1em}F_{X}(x-0)\le u\le F_{X}(x)\text{,}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where the last equivalence follows from (<xref rid="j_vmsta88_eq_015">9</xref>). In particular, 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_032">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>∂</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>∅</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext>if</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∉</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \partial \mathsf{K}_{X}(u)=\varnothing ,\hspace{1em}\text{if}\hspace{2.5pt}u\notin [0,\hspace{0.1667em}1],\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and, for <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_118"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</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:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u\in (0,\hspace{0.1667em}1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_033">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi>∂</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mo stretchy="false">⇔</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mtext>,</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ x\in \partial \mathsf{K}_{X}(u)\hspace{1em}\Leftrightarrow \hspace{1em}{q_{X}^{L}}(u)\le x\le {q_{X}^{R}}(u)\text{,}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
due to (<xref rid="j_vmsta88_eq_025">11</xref>) and (<xref rid="j_vmsta88_eq_026">12</xref>). Thus, we have proved (i), (ii) and (vi).</p>
<p>Putting <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_119"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in (<xref rid="j_vmsta88_eq_028">14</xref>) and (<xref rid="j_vmsta88_eq_031">17</xref>), we get <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_120"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">inf</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\inf _{u\in \mathbb{R}}\mathsf{K}_{X}(u)=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and this infimum is attained at <italic>u</italic> if and only if <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_121"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u\in [F_{X}(0-0),\hspace{0.1667em}F_{X}(0)]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. This constitutes assertion (iii). Now (iv) follows from preceding statements.</p>
<p>Statement (v) follows from the definition of <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_122"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{K}_{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and Theorem <xref rid="j_vmsta88_stat_002">1</xref> (iv): 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_034">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">inf</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mtext>,</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</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:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mtext>.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}\displaystyle \mathsf{K}_{X}(0)& \displaystyle =-\underset{x\in \mathbb{R}}{\inf }\mathsf{J}_{X}(x)=-\underset{x\to -\infty }{\lim }\mathsf{J}_{X}(x)=\mathsf{E}\big[{X}^{-}\big]\text{,}\\{} \displaystyle \mathsf{K}_{X}(1)& \displaystyle =\underset{x\in \mathbb{R}}{\sup }\big(x-\mathsf{J}_{X}(x)\big)=\underset{x\to +\infty }{\lim }\big(x-\mathsf{J}_{X}(x)\big)=\mathsf{E}\big[{X}^{+}\big]\text{.}\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>Finally, (vii) follows from the definition of <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_123"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{K}_{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and Theorem <xref rid="j_vmsta88_stat_002">1</xref> (vii).  □</p></statement><statement id="j_vmsta88_stat_010"><label>Corollary 2.</label>
<p><italic>For any random variable X,</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_035">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathsf{K}_{X}\big(F_{X}(x)\big)=xF_{X}(x)-\mathsf{J}_{X}(x),\hspace{1em}x\in \mathbb{R}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement><statement id="j_vmsta88_stat_011"><label>Proof.</label>
<p>Put <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_124"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u:=F_{X}(x)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_125"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$g(y):=\mathsf{J}_{X}(y)-yu$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_126"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$y\in \mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. According to (<xref rid="j_vmsta88_eq_015">9</xref>), <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_127"><alternatives>
<mml:math><mml:mi>∂</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\partial g(y)=[F_{X}(y-0)-u,\hspace{0.1667em}F_{X}(y)-u]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, in particular, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_128"><alternatives>
<mml:math><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi>∂</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$0\in \partial g(y)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> if <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_129"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$y=x$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. This means that the function <italic>g</italic> attains its minimum at <italic>x</italic> and, hence, we have <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_130"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{K}_{X}(u)=\sup _{y\in \mathbb{R}}\{yu-\mathsf{J}_{X}(y)\}=xu-\mathsf{J}_{X}(x)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.  □</p></statement><statement id="j_vmsta88_stat_012"><label>Theorem 4.</label>
<p><italic>If a convex lower semicontinuous function</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_131"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>∪</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$K:\mathbb{R}\to \mathbb{R}_{+}\cup \{+\infty \}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>satisfies</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_036">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⊆</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">dom</mml:mo><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:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ (0,\hspace{0.1667em}1)\subseteq \operatorname{dom}K\subseteq [0,\hspace{0.1667em}1]\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>and there is</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_132"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u_{0}\in [0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>such that</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_133"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$K(u_{0})=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, then there exists on some probability space a random variable X for which</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_134"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{K}_{X}=K$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p></statement><statement id="j_vmsta88_stat_013"><label>Proof.</label>
<p>Under our assumptions 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_037">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ K(u)={\int _{u_{0}}^{u}}q(s)\hspace{0.1667em}ds,\hspace{1em}u\in [0,\hspace{0.1667em}1],\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_135"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$q(u)={K^{\prime }_{-}}(u)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_136"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</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:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u\in (0,\hspace{0.1667em}1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, is increasing and left continuous. Let us define a probability space <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_137"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Ω</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(\varOmega ,\hspace{0.1667em}\mathcal{F},\mathsf{P})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as follows: <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_138"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">Ω</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varOmega =(0,\hspace{0.1667em}1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_139"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathcal{F}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the Borel <italic>σ</italic>-field and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_140"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{P}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the Lebesgue measure. Put <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_141"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ω</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ω</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X(\omega ):=q(\omega )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Now if <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_142"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">inf</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</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:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$G(x):=\inf \{u\in (0,\hspace{0.1667em}1):q(u)>x\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then it is easy to verify that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_143"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mspace width="0.2778em"/><mml:mo stretchy="false">⇔</mml:mo><mml:mspace width="0.2778em"/><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$q(u)\le x\hspace{0.2778em}\Leftrightarrow \hspace{0.2778em}G(x)\ge u$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, cf. (<xref rid="j_vmsta88_eq_025">11</xref>). It follows that <italic>G</italic> is the distribution function of <italic>X</italic> and, hence, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_144"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$q={q_{X}^{L}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> on <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_145"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(0,\hspace{0.1667em}1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. This means that the left-hand derivative of <italic>K</italic> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_146"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{K}_{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> coincide on <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_147"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(0,\hspace{0.1667em}1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. In addition, their minimums over this interval are equal to zero. Therefore, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_148"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$K=\mathsf{K}_{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> on (0, 1) and, hence, everywhere on <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_149"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.  □</p></statement><statement id="j_vmsta88_stat_014"><label>Remark 1.</label>
<p>An alternative way to prove Theorem <xref rid="j_vmsta88_stat_012">4</xref> is to introduce the Fenchel transform <italic>J</italic> of <italic>K</italic> and to show that <italic>J</italic> satisfies the assumptions of Theorem <xref rid="j_vmsta88_stat_005">2</xref>. However, our proof yields not only a characterization statement of Theorem <xref rid="j_vmsta88_stat_012">4</xref> but also an explicit representation of a random variable with a given integrated quantile function. Of course, this representation (namely, of a random variable with given distribution as its quantile function with respect to the Lebesgue measure on <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_150"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(0,\hspace{0.1667em}1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>) is well known.</p></statement>
<p>It is convenient to introduce <italic>shifted integrated quantile functions</italic>: 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_038">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:mtext>if</mml:mtext><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</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 mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:mtext>if</mml:mtext><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</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:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}& \displaystyle {\mathsf{K}_{X}^{[0]}}(u):=\mathsf{K}_{X}(u)-\mathsf{K}_{X}(0),\hspace{1em}u\in [0,\hspace{0.1667em}1],\hspace{2em}\text{if}\hspace{0.1667em}\hspace{2.5pt}\mathsf{K}_{X}(0)=\mathsf{E}\big[{X}^{-}\big]<\infty ,\\{} & \displaystyle {\mathsf{K}_{X}^{[1]}}(u):=\mathsf{K}_{X}(u)-\mathsf{K}_{X}(1),\hspace{1em}u\in [0,\hspace{0.1667em}1],\hspace{2em}\text{if}\hspace{0.1667em}\hspace{2.5pt}\mathsf{K}_{X}(1)=\mathsf{E}\big[{X}^{+}\big]<\infty .\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>Now we can express the functions defined in (<xref rid="j_vmsta88_eq_004">4</xref>)–(<xref rid="j_vmsta88_eq_006">6</xref>) in terms of shifted integrated quantile functions. If <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_151"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[{X}^{-}]<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then the absolute Lorenz curve coincides with <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_152"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{K}_{X}^{[0]}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>: 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_039">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">AL</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \operatorname{AL}_{X}(u)={\mathsf{K}_{X}^{[0]}}(u),\hspace{1em}u\in [0,\hspace{0.1667em}1].\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Since <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_153"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varPsi _{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is obtained from <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_154"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{J}_{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> by adding a constant <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_155"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[{X}^{-}]=\mathsf{K}_{X}(0)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> by Corollary <xref rid="j_vmsta88_stat_004">1</xref>, the absolute Lorenz curve is the Fenchel transform of <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_156"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varPsi _{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>: 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_040">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">AL</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \operatorname{AL}_{X}(u)=\underset{x\in \mathbb{R}}{\sup }\big\{xu-\varPsi _{X}(x)\big\},\hspace{1em}u\in [0,\hspace{0.1667em}1].\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
The Conditional Value at Risk satisfies 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_041">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">CV@R</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \operatorname{CV@R}_{X}(u)=\frac{1}{u}{\mathsf{K}_{X}^{[0]}}(u)=\underset{x\in \mathbb{R}}{\sup }\big\{x-\varPsi _{X}(x)/u\big\},\hspace{1em}u\in (0,\hspace{0.1667em}1].\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
The Hardy–Littlewood maximal function satisfies 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_042">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">HL</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">CV@R</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><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[\[ \operatorname{HL}_{X}(u)=\frac{1}{u-1}{\mathsf{K}_{X}^{[1]}}(u)=\frac{1}{u-1}{\mathsf{K}_{-X}^{[0]}}(1-u)=-\operatorname{CV@R}_{-X}(1-u),\hspace{1em}u\in [0,\hspace{0.1667em}1).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
</sec>
<sec id="j_vmsta88_s_005">
<label>2.3</label>
<title>Convex orders</title>
<p>Let us recall the definitions of convex orders in the univariate case.</p>
<p>For an arbitrary function <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_157"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">ψ</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\psi :\mathbb{R}\to \mathbb{R}_{+}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, define <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_158"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ψ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$C_{\psi }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as the space of all continuous functions <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_159"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$f:\mathbb{R}\to \mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_043">
<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">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><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 stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ψ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mtext>.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{x\in \mathbb{R}}{\sup }\frac{|f(x)|}{1+\psi (x)}<\infty \text{.}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>Let <italic>X</italic> and <italic>Y</italic> be random variables. We say that</p>
<list>
<list-item id="j_vmsta88_li_021">
<label>•</label>
<p><italic>X is less than Y in convex order</italic> (<inline-formula id="j_vmsta88_ineq_160"><alternatives>
<mml:math><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">c</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X\le _{cx}Y$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>) if <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_161"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}|X|<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_162"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}|Y|<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_163"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[\varphi (X)]\le \mathsf{E}[\varphi (Y)]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for any convex function <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_164"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varphi \in C_{|x|}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>;</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta88_li_022">
<label>•</label>
<p><italic>X is less than Y in increasing convex order</italic> (<inline-formula id="j_vmsta88_ineq_165"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X\le _{icx}Y$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>) if <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_166"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[{X}^{+}]<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_167"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[{Y}^{+}]<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_168"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[\varphi (X)]\le \mathsf{E}[\varphi (Y)]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for any increasing convex function <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_169"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varphi \in C_{{x}^{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>;</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta88_li_023">
<label>•</label>
<p><italic>X is less than Y in decreasing convex order</italic> (<inline-formula id="j_vmsta88_ineq_170"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X\le _{decx}Y$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>) if <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_171"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[{X}^{-}]<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_172"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[{Y}^{-}]<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_173"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[\varphi (X)]\le \mathsf{E}[\varphi (Y)]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for any decreasing convex function <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_174"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varphi \in C_{{x}^{-}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</list-item>
</list>
<p>It is trivial that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_175"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X\le _{icx}Y$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> if and only if <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_176"><alternatives>
<mml:math><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$-X\le _{decx}-Y$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Also it is easy to see that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_177"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X\le _{cx}Y$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> if and only if <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_178"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X\le _{icx}Y$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_179"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X\le _{decx}Y$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>The following theorem is well known. We provide its proof which reduces to the duality between integrated distribution and quantile functions.</p><statement id="j_vmsta88_stat_015"><label>Theorem 5.</label>
<p><italic>Let X and Y be random variables.</italic> 
<list>
<list-item id="j_vmsta88_li_024">
<label>(i)</label>
<p><italic>If</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_180"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}|X|<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_181"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}|Y|<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, then the following statements are equivalent</italic>:</p>
<list>
<list-item id="j_vmsta88_li_025">
<label>(a)</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta88_ineq_182"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X\le _{cx}Y$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>;</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta88_li_026">
<label>(b)</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta88_ineq_183"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{K}_{X}^{[1]}}(u)\ge {\mathsf{K}_{Y}^{[1]}}(u)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>for all</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_184"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u\in [0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_185"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{K}_{X}^{[1]}}(0)={\mathsf{K}_{Y}^{[1]}}(0)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>;</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta88_li_027">
<label>(c)</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta88_ineq_186"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{K}_{X}^{[0]}}(u)\ge {\mathsf{K}_{Y}^{[0]}}(u)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>for all</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_187"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u\in [0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_188"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{K}_{X}^{[0]}}(1)={\mathsf{K}_{Y}^{[0]}}(1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>;</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta88_li_028">
<label>(d)</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta88_ineq_189"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{K}_{X}^{[1]}}(u)\ge {\mathsf{K}_{Y}^{[1]}}(u)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_190"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{K}_{X}^{[0]}}(u)\ge {\mathsf{K}_{Y}^{[0]}}(u)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>for all</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_191"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u\in [0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p>
</list-item>
</list>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta88_li_029">
<label>(ii)</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta88_ineq_192"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X\le _{icx}Y$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>if and only if</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_193"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[{X}^{+}]<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_194"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[{Y}^{+}]<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, and</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_195"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{K}_{X}^{[1]}}(u)\ge {\mathsf{K}_{Y}^{[1]}}(u)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>for all</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_196"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u\in [0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>;</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta88_li_030">
<label>(iii)</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta88_ineq_197"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X\le _{decx}Y$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>if and only if</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_198"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[{X}^{-}]<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_199"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[{Y}^{-}]<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, and</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_200"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{K}_{X}^{[0]}}(u)\ge {\mathsf{K}_{Y}^{[0]}}(u)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>for all</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_201"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u\in [0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p>
</list-item>
</list>
</p></statement><statement id="j_vmsta88_stat_016"><label>Proof.</label>
<p>First, let us prove (ii). It is well known (see, e. g., [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_024">24</xref>]) that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_202"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X\le _{icx}Y$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> if and only if <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_203"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[{X}^{+}]<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_204"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[{Y}^{+}]<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_205"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[{(X-x)}^{+}]\le \mathsf{E}[{(Y-x)}^{+}]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for all <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_206"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in \mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Taking (<xref rid="j_vmsta88_eq_014">8</xref>) into account, the last condition can be rewritten as 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_044">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathsf{J}_{X}(x)+\mathsf{E}\big[{X}^{+}\big]\le \mathsf{J}_{Y}(x)+\mathsf{E}\big[{Y}^{+}\big],\hspace{1em}x\in \mathbb{R},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
which in turn, is equivalent to 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_045">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathsf{K}_{X}(u)-\mathsf{E}\big[{X}^{+}\big]\ge \mathsf{K}_{Y}(u)-\mathsf{E}\big[{Y}^{+}\big],\hspace{1em}u\in [0,\hspace{0.1667em}1],\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
by the definition of integrated quantile function. The claim follows.</p>
<p>Now, (iii) follows from (ii) and the first part of the remark before Theorem <xref rid="j_vmsta88_stat_015">5</xref>. Now, the second part of this remark shows equivalence (a) ⇔ (d) in (i).</p>
<p>Next, the equalities in (b) and (c) are both equivalent to <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_207"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">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:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[X]=\mathsf{E}[Y]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. On the other hand, the inequalities in (d) reduce to <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_208"><alternatives>
<mml:math><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">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 stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$-\mathsf{E}[X]\ge -\mathsf{E}[Y]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_209"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">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 stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[X]\ge \mathsf{E}[Y]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_210"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_211"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> respectively. It follows that (d) implies (b) and (c). Finally, it is straightforward to check that (b) and (c) are equivalent and, hence, imply (d).  □</p></statement>
<p>Further properties of convex orders see, e.g., in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_020">20</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_024">24</xref>].</p>
</sec>
<sec id="j_vmsta88_s_006">
<label>2.4</label>
<title>Examples</title>
<p>In this subsection we demonstrate how the developed techniques can be used to derive two elementary well-known inequalities, see [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_010">10</xref>, p. 152]. This approach allows us to find the distributions at which the corresponding extrema are attained. So the inequalities obtained in this way are sharp. <statement id="j_vmsta88_stat_017"><label>Example 1.</label>
<p>Let <italic>X</italic> be a random variable with zero mean and finite variance <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_212"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">D</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:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{D}(X)={\sigma }^{2}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. It is required to find a <italic>sharp</italic> upper bound for the probability <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_213"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{P}(X\ge t)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <italic>t</italic> is a fixed positive number.</p>
<p>We solve a converse problem. Namely, let <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_214"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$p:=\mathsf{P}(X\ge t)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be fixed. Our purpose is to find a sharp lower bound for variances <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_215"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">D</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:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{D}(X)=\mathsf{E}[{X}^{2}]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> over all random variables <italic>X</italic> such that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_216"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">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[$\mathsf{E}[X]=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_217"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo 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:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{P}(X\ge t)=p$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. 
<fig id="j_vmsta88_fig_003">
<label>Fig. 3.</label>
<caption>
<p>Graphs of shifted integrated quantile functions <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_218"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{K}_{X}^{[1]}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_219"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{K}_{Y}^{[1]}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in Example <xref rid="j_vmsta88_stat_017">1</xref></p>
</caption>
<graphic xlink:href="vmsta-4-4-vmsta88-g003.jpg"/>
</fig>
</p>
<p>The above class of distributions has a minimal element with respect to the convex order. Indeed, let <italic>Y</italic> be a discrete random variable with <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_220"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{P}(Y=t)=p$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_221"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{P}(Y=-\frac{tp}{1-p})=1-p$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. It is clear that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_222"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[Y]=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_223"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi><mml:mo 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:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{P}(Y\ge t)=p$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. If <italic>X</italic> is another random variable with these properties, then <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_224"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{K}_{X}^{[1]}}(u)\le {\mathsf{K}_{Y}^{[1]}}(u)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for all <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_225"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u\in [0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Indeed, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_226"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{K}_{X}^{[1]}}(0)={\mathsf{K}_{Y}^{[1]}}(0)=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and the graph of <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_227"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{K}_{Y}^{[1]}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> consists of two straight segments, see Fig. <xref rid="j_vmsta88_fig_003">3</xref>. Since <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_228"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo 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:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{P}(X\ge t)=p$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_229"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${q_{X}^{R}}(u)\ge t$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_230"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u\in [1-p,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. In particular, 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_046">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mtext>.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\mathsf{K}_{X}^{[1]}}(1-p)=-{\int _{1-p}^{1}}{q_{X}^{R}}(s)\hspace{0.1667em}ds\le -pt={\mathsf{K}_{Y}^{[1]}}(1-p)\text{.}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Due to convexity of integrated quantile functions, this implies <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_231"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{K}_{X}^{[1]}}(u)\le {\mathsf{K}_{Y}^{[1]}}(u)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for all <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_232"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u\in [0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, see Fig. <xref rid="j_vmsta88_fig_003">3</xref>. Hence, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_233"><alternatives>
<mml:math><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">c</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X\ge _{cx}Y$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> by Theorem <xref rid="j_vmsta88_stat_015">5</xref> (i). Therefore, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_234"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><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 fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[f(X)]\ge \mathsf{E}[f(Y)]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for any convex function <italic>f</italic>. In particular, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_235"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\sigma }^{2}=\mathsf{E}[{X}^{2}]\ge \mathsf{E}[{Y}^{2}]=\frac{{t}^{2}p}{1-p}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Resolving this inequality with respect to <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_236"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$p=\mathsf{P}(X\ge t)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we obtain the required upper bound 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_047">
<label>(18)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mtext>.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathsf{P}(X\ge t)\le \frac{{\sigma }^{2}}{{\sigma }^{2}+{t}^{2}}\text{.}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
To show that the estimate in (<xref rid="j_vmsta88_eq_047">18</xref>) is sharp it is enough to put <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_237"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$p=\frac{{\sigma }^{2}}{{\sigma }^{2}+{t}^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in the definition of a random variable <italic>Y</italic> and to check that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_238"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[{Y}^{2}]={\sigma }^{2}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and, for <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_239"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X=Y$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the equality holds in (<xref rid="j_vmsta88_eq_047">18</xref>).</p></statement><statement id="j_vmsta88_stat_018"><label>Example 2.</label>
<p>Let <italic>X</italic> be a strictly positive random variable, i.e. <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_240"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$F_{X}(0)=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, such that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_241"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">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>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[X]=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_242"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[{X}^{2}]=b$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. It is required to find a <italic>sharp</italic> lower bound for the probability <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_243"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{P}(X>a)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_244"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">a</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:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$a\in (0,\hspace{0.1667em}1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is fixed.</p>
<p>We will proceed in the similar way as in the previous example. Namely, let <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_245"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$p:=\mathsf{P}(X>a)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be fixed. Our purpose is to find a sharp lower bound for the second moment <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_246"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[{X}^{2}]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> over all random variables <italic>X</italic> such that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_247"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$F_{X}(0)=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_248"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">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>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[X]=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_249"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{P}(X>a)=p$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>The above class of distributions has a minimal element with respect to the convex order. Indeed, let <italic>Y</italic> be a random variable such that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_250"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{P}(Y=a)=1-p$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_251"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{P}(Y=\frac{1-a(1-p)}{p})=p$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. It is obvious that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_252"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$F_{Y}(0)=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_253"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[Y]=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_254"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{P}(Y>a)=p$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. If <italic>X</italic> is another random variable with these properties, then <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_255"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{K}_{X}^{[1]}}(u)\le {\mathsf{K}_{Y}^{[1]}}(u)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for all <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_256"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u\in [0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Indeed, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_257"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{K}_{X}^{[1]}}(0)={\mathsf{K}_{Y}^{[1]}}(0)=-1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and the graph of <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_258"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{K}_{Y}^{[1]}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> consists of two straight segments, see Fig. <xref rid="j_vmsta88_fig_004">4</xref>. Since <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_259"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{P}(X\le a)=1-p$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_260"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${q_{X}^{L}}(u)\le a$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_261"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u\in [0,\hspace{0.1667em}1-p]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. In particular, 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_048">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">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 stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\mathsf{K}_{X}^{[1]}}(1-p)={\int _{0}^{1-p}}{q_{X}^{L}}(s)\hspace{0.1667em}ds-\mathsf{E}[X]\le a(1-p)-1={\mathsf{K}_{Y}^{[1]}}(1-p).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Due to convexity of integrated quantile functions, this implies <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_262"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{K}_{X}^{[1]}}(u)\le {\mathsf{K}_{Y}^{[1]}}(u)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for all <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_263"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u\in [0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, see Fig. <xref rid="j_vmsta88_fig_004">4</xref>. Hence, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_264"><alternatives>
<mml:math><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">c</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X\ge _{cx}Y$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> by Theorem <xref rid="j_vmsta88_stat_015">5</xref> (i). Therefore, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_265"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><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 fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[f(X)]\ge \mathsf{E}[f(Y)]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for any convex function <italic>f</italic>. In particular, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_266"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$b=\mathsf{E}[{X}^{2}]\ge \mathsf{E}[{Y}^{2}]={a}^{2}(1-p)+\frac{{(1-a(1-p))}^{2}}{{p}^{2}}p$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Resolving this inequality with respect to <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_267"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$p=\mathsf{P}(X>a)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we obtain the required lower bound 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_049">
<label>(19)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</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:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mtext>.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathsf{P}(X>a)\ge \frac{{(1-a)}^{2}}{b-a(2-a)}\text{.}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
The sharpness of the estimate in (<xref rid="j_vmsta88_eq_049">19</xref>) follows if we put <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_268"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$p=\frac{{(1-a)}^{2}}{b-a(2-a)}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in the definition of a random variable <italic>Y</italic> and verify that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_269"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[{Y}^{2}]=b$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and, for <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_270"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X=Y$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the equality holds in (<xref rid="j_vmsta88_eq_049">19</xref>). Remark that replacing the right-hand side in (<xref rid="j_vmsta88_eq_049">19</xref>) by a smaller quantity <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_271"><alternatives>
<mml:math><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\frac{{(1-a)}^{2}}{b}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we arrive at the inequality (7.6) in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_010">10</xref>, p. 152].</p>
<p>
<fig id="j_vmsta88_fig_004">
<label>Fig. 4.</label>
<caption>
<p>Graphs of shifted integrated quantile functions <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_272"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{K}_{X}^{[1]}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_273"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{K}_{Y}^{[1]}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in Example <xref rid="j_vmsta88_stat_018">2</xref></p>
</caption>
<graphic xlink:href="vmsta-4-4-vmsta88-g004.jpg"/>
</fig>
</p></statement></p>
</sec>
</sec>
<sec id="j_vmsta88_s_007">
<label>3</label>
<title>Uniform integrability and weak convergence</title>
<sec id="j_vmsta88_s_008">
<label>3.1</label>
<title>Tightness and uniform integrability</title>
<p>In this subsection we study conditions for tightness and uniform integrability of a family of random variables in terms of integrated quantile function. It is a natural question because both tightness and uniform integrability are characterized in terms of one-dimensional distributions of these variables.</p><statement id="j_vmsta88_stat_019"><label>Theorem 6.</label>
<p><italic>Let</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_274"><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:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(X_{\alpha })$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be a family of random variables. Then the following statements are equivalent</italic>: 
<list>
<list-item id="j_vmsta88_li_031">
<label>(i)</label>
<p><italic>The family of distributions</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_275"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">Law</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:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{\operatorname{Law}(X_{\alpha })\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is tight.</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta88_li_032">
<label>(ii)</label>
<p><italic>For every</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_276"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">v</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:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u,\hspace{0.1667em}v\in (0,\hspace{0.1667em}1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_277"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\sup _{\alpha }|\mathsf{K}_{X_{\alpha }}(u)-\mathsf{K}_{X_{\alpha }}(v)|<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta88_li_033">
<label>(iii)</label>
<p><italic>The family of functions</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_278"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{\mathsf{K}_{X_{\alpha }}\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is pointwise bounded on</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_279"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(0,\hspace{0.1667em}1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta88_li_034">
<label>(iv)</label>
<p><italic>The family of functions</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_280"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{\mathsf{K}_{X_{\alpha }}\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is equicontinuous on every</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_281"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⊂</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$[a,\hspace{0.1667em}b]\subset (0,\hspace{0.1667em}1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p>
</list-item>
</list>
</p></statement><statement id="j_vmsta88_stat_020"><label>Proof.</label>
<p>(i) ⇒ (iv) Let <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_282"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⊂</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$[a,\hspace{0.1667em}b]\subset (0,\hspace{0.1667em}1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The tightness condition implies that there is <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_283"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$C>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_284"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$F_{X_{\alpha }}(-C)<a$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_285"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$F_{X_{\alpha }}(C)\ge b$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for all <italic>α</italic>. Hence, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_286"><alternatives>
<mml:math><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$-C<{q_{X_{\alpha }}^{L}}(u)\le C$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for all <italic>α</italic> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_287"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u\in [a,\hspace{0.1667em}b]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Thus, the functions <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_288"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{K}_{X_{\alpha }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are even uniformly Lipschitz continuous on <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_289"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$[a,\hspace{0.1667em}b]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>(ii) ⇒ (iii) Let <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_290"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$c\in (0,\hspace{0.1667em}1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Take <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_291"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$a\in (0,\hspace{0.1667em}c)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_292"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$b\in (c,\hspace{0.1667em}1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. By the assumption, there is <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_293"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$L>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_294"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{K}_{X_{\alpha }}(a)-\mathsf{K}_{X_{\alpha }}(c)\le L$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_295"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{K}_{X_{\alpha }}(b)-\mathsf{K}_{X_{\alpha }}(c)\le L$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for all <italic>α</italic>. Let <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_296"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u_{0,\alpha }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a point, where <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_297"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{K}_{X_{\alpha }}(u_{0,\alpha })=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. If <italic>α</italic> is such that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_298"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u_{0,\alpha }<c$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then, by the three chord inequality, 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_050">
<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="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><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:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><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:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mtext>,</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \frac{\mathsf{K}_{X_{\alpha }}(c)}{c-u_{0,\alpha }}\le \frac{\mathsf{K}_{X_{\alpha }}(b)-\mathsf{K}_{X_{\alpha }}(c)}{b-c}\text{,}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
therefore, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_299"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><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:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{K}_{X_{\alpha }}(c)\le cL/(b-c)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Similarly, if <italic>α</italic> is such that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_300"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u_{0,\alpha }>c$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_301"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><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:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{K}_{X_{\alpha }}(c)\le (1-c)L/(c-a)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>(ii) ⇒ (i) Let <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_302"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varepsilon >0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. By the assumption, there is <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_303"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$L>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_304"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</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:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{K}_{X_{\alpha }}(\varepsilon )-\mathsf{K}_{X_{\alpha }}(\varepsilon /2)>-L$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_305"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</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:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{K}_{X_{\alpha }}(1-\varepsilon /2)-\mathsf{K}_{X_{\alpha }}(1-\varepsilon )\le L$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for all <italic>α</italic>. The first inequality yields 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_051">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</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:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mtext>,</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ -L<\mathsf{K}_{X_{\alpha }}(\varepsilon )-\mathsf{K}_{X_{\alpha }}(\varepsilon /2)={\int _{\varepsilon /2}^{\varepsilon }}{q_{X_{\alpha }}^{L}}(s)\hspace{0.1667em}ds\le \frac{\varepsilon }{2}{q_{X_{\alpha }}^{L}}(\varepsilon )\text{,}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
which shows that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_306"><alternatives>
<mml:math><mml:mo>−</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$-\frac{2L}{\varepsilon }<{q_{X_{\alpha }}^{L}}(\varepsilon )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and, hence, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_307"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$F_{X_{\alpha }}(-\frac{2L}{\varepsilon })<\varepsilon $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Similarly, from the second inequality, one gets <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_308"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$F_{X_{\alpha }}(\frac{2L}{\varepsilon })\ge 1-\varepsilon $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for all <italic>α</italic>. This proves the tightness of the laws of <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_309"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X_{\alpha }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Since implications (iv) ⇒ (ii) and (iii) ⇒ (ii) are obvious, the claim follows.  □</p></statement><statement id="j_vmsta88_stat_021"><label>Theorem 7.</label>
<p><italic>Let</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_310"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{X_{\alpha }\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be a family of random variables. Then the following statements are equivalent</italic>: 
<list>
<list-item id="j_vmsta88_li_035">
<label>(i)</label>
<p><italic>The family</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_311"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{X_{\alpha }\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is uniformly integrable.</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta88_li_036">
<label>(ii)</label>
<p><italic>The family of integrated quantile functions</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_312"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{\mathsf{K}_{X_{\alpha }}\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is equicontinuous on</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_313"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$[0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta88_li_037">
<label>(iii)</label>
<p><italic>The family of integrated quantile functions</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_314"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{\mathsf{K}_{X_{\alpha }}\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is relatively compact in the space</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_315"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$C[0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>of continuous functions with supremum norm.</italic></p>
</list-item>
</list>
</p></statement><statement id="j_vmsta88_stat_022"><label>Proof.</label>
<p>Let us consider the probability space <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_316"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Ω</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(\varOmega ,\hspace{0.1667em}\mathcal{F},\hspace{0.1667em}\mathsf{P})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as in the proof of Theorem <xref rid="j_vmsta88_stat_012">4</xref> and define random variables <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_317"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ω</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ω</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$Y_{\alpha }(\omega )={q_{X_{\alpha }}^{L}}(\omega )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_318"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X_{\alpha }\stackrel{d}{=}Y_{\alpha }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and it is enough to study the uniform integrability of the family <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_319"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{Y_{\alpha }\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Without loss of generality, we suppose that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_320"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X_{\alpha }=Y_{\alpha }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Let us recall that a family <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_321"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{X_{\alpha }\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is uniformly integrable if and only if <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_322"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}|X_{\alpha }|$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are bounded and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_323"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mn mathvariant="double-struck">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[|X_{\alpha }|\mathbb{1}_{A}]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are uniformly continuous, i. e. <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_324"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mn mathvariant="double-struck">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\sup _{\alpha }\mathsf{E}[|X_{\alpha }|\mathbb{1}_{A}]\to 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_325"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{P}(A)\to 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>; moreover, the boundedness of <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_326"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}|X_{\alpha }|$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a consequence of the uniform continuity if the measure <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_327"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{P}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has no atomic part, in particular, in our case. On the other hand, by the Arzela–Ascoli theorem a set in <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_328"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$C[0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is relatively compact if and only if it is uniformly bounded and equicontinuous.</p>
<p>We shall check that the uniform boundedness and the equicontinuity of <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_329"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{\mathsf{K}_{X_{\alpha }}\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are equivalent to uniform boundedness of <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_330"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}|X_{\alpha }|$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and the uniform continuity of <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_331"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mn mathvariant="double-struck">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[|X_{\alpha }|\mathbb{1}_{A}]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, respectively. In view of the above this is sufficient for the proof of the theorem.</p>
<p>By the properties of integrated quantile functions, 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_052">
<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">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">max</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mtext>.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{u\in [0,\hspace{0.1667em}1]}{\sup }\mathsf{K}_{X_{\alpha }}(u)=\max \big(\mathsf{E}\big[{X_{\alpha }^{-}}\big],\hspace{0.1667em}\mathsf{E}\big[{X_{\alpha }^{+}}\big]\big)\le \mathsf{E}|X_{\alpha }|\le 2\underset{u\in [0,\hspace{0.1667em}1]}{\sup }\mathsf{K}_{X_{\alpha }}(u)\text{.}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Hence, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_332"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\sup _{\alpha }\mathsf{E}|X_{\alpha }|<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> if and only if the family <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_333"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{\mathsf{K}_{X_{\alpha }}\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is uniformly bounded.</p>
<p>For a fixed <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_334"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varepsilon >0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, let <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_335"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\delta >0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be such that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_336"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mn mathvariant="double-struck">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\sup _{\alpha }\mathsf{E}[|X_{\alpha }|\mathbb{1}_{A}]<\varepsilon $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for any Borel set <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_337"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⊆</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$A\subseteq (0,\hspace{0.1667em}1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_338"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{P}(A)<\delta $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Let <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_339"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u_{1},u_{2}\in [0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> satisfy <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_340"><alternatives>
<mml:math><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</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">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$0<u_{2}-u_{1}<\delta $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then, for any <italic>α</italic>, 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_053">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo maxsize="1.19em" minsize="1.19em" stretchy="true">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo maxsize="1.19em" minsize="1.19em" stretchy="true">|</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo maxsize="2.45em" minsize="2.45em" stretchy="true">|</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</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">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ω</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">ω</mml:mi><mml:mo maxsize="2.45em" minsize="2.45em" stretchy="true">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</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">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo maxsize="1.19em" minsize="1.19em" stretchy="true">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ω</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo maxsize="1.19em" minsize="1.19em" stretchy="true">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">ω</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mtext>.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \big|\mathsf{K}_{X_{\alpha }}(u_{2})-\mathsf{K}_{X_{\alpha }}(u_{1})\big|=\Bigg|{\int _{u_{1}}^{u_{2}}}X_{\alpha }(\omega )\hspace{0.1667em}d\omega \Bigg|\le {\int _{u_{1}}^{u_{2}}}\big|X_{\alpha }(\omega )\big|\hspace{0.1667em}d\omega <\varepsilon \text{.}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>Conversely, fix <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_341"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varepsilon >0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and let <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_342"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\delta >0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be such that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_343"><alternatives>
<mml:math><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$|\mathsf{K}_{X_{\alpha }}(u_{2})-\mathsf{K}_{X_{\alpha }}(u_{1})|<\varepsilon $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for all <italic>α</italic> if <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_344"><alternatives>
<mml:math><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$|u_{2}-u_{1}|<\delta $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Since <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_345"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ω</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X_{\alpha }(\omega )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is increasing in <italic>ω</italic>, the following inequality holds for any Borel subset <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_346"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⊆</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$A\subseteq (0,\hspace{0.1667em}1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>: 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_054">
<label>(20)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo 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">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ω</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">ω</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</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">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ω</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">ω</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" 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">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ω</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">ω</mml:mi><mml:mtext>.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \int _{(0,\hspace{0.1667em}\mathsf{P}(A)]}X_{\alpha }(\omega )\hspace{0.1667em}d\omega \le \int _{A}X_{\alpha }(\omega )\hspace{0.1667em}d\omega \le \int _{[1-\mathsf{P}(A),\hspace{0.1667em}1)}X_{\alpha }(\omega )\hspace{0.1667em}d\omega \text{.}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Therefore, if <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_347"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{P}(A)<\delta $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> then 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_055">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><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">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mn mathvariant="double-struck">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi><mml:mo>∩</mml:mo><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">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ω</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">ω</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi><mml:mo>∩</mml:mo><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">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><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">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ω</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">ω</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi><mml:mo>∩</mml:mo><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">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ω</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">ω</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi><mml:mo>∩</mml:mo><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">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</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:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" 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">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ω</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">ω</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">max</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</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:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:munder><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">max</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:munder><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mtext>.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}\displaystyle \mathsf{E}\big[|X_{\alpha }|\mathbb{1}_{A}\big]& \displaystyle =\int _{A\cap \{X_{\alpha }<0\}}-X_{\alpha }(\omega )\hspace{0.1667em}d\omega +\int _{A\cap \{X_{\alpha }>0\}}X_{\alpha }(\omega )\hspace{0.1667em}d\omega \\{} & \displaystyle \le \int _{(0,\hspace{0.1667em}\mathsf{P}(A\cap \{X_{\alpha }<0\})]}-X_{\alpha }(\omega )\hspace{0.1667em}d\omega +\int _{[1-\mathsf{P}(A\cap \{X_{\alpha }>0\}),\hspace{0.1667em}1)}X_{\alpha }(\omega )\hspace{0.1667em}d\omega \\{} & \displaystyle \le \underset{u\in (0,\mathsf{P}(A)]}{\max }\big(\mathsf{K}_{X_{\alpha }}(0)-\mathsf{K}_{X_{\alpha }}(u)\big)+\underset{u\in [1-\mathsf{P}(A),1)}{\max }\big(\mathsf{K}_{X_{\alpha }}(1)-\mathsf{K}_{X_{\alpha }}(u)\big)\\{} & \displaystyle <2\varepsilon \text{.}\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
 □</p></statement>
<p>The following criterion of uniform integrability is proved in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_017">17</xref>]. <statement id="j_vmsta88_stat_023"><label>Theorem 8</label>
<title>(Leskelä and Vihola).</title>
<p><italic>A family</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_348"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{X_{\alpha }\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>of integrable random variables is uniformly integrable if and only if there is an integrable random variable X such that</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_349"><alternatives>
<mml:math><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">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$|X_{\alpha }|\le _{icx}X$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>for all α.</italic></p></statement><statement id="j_vmsta88_stat_024"><label>Proof.</label>
<p>Without loss of generality, we may assume that all <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_350"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X_{\alpha }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are nonnegative. To simplify notation, let <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_351"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$K_{\alpha }(u):={\mathsf{K}_{X_{\alpha }}^{[1]}}(u)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_352"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u\in [0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_353"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$K_{\alpha }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are increasing continuous convex functions with <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_354"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</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:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$K_{\alpha }(1)=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. According to Theorems <xref rid="j_vmsta88_stat_012">4</xref>, <xref rid="j_vmsta88_stat_015">5</xref> (ii) and <xref rid="j_vmsta88_stat_021">7</xref>, it is enough to prove that the family <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_355"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{K_{\alpha }\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is equicontinuous if and only if there is an increasing continuous convex function <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_356"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$K(u)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_357"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u\in [0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, with <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_358"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$K(1)=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_056">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext>for all</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mtext>for all</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ K_{\alpha }(u)\ge K(u)\hspace{1em}\text{for all}\hspace{2.5pt}u\in [0,\hspace{0.1667em}1]\hspace{2.5pt}\text{for all}\hspace{2.5pt}\alpha .\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>The sufficiency is evident. Indeed, if <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_359"><alternatives>
<mml:math><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$0\le u_{1}\le u_{2}\le 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then, for all <italic>α</italic>, 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_057">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><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:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><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:mtext>,</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}\displaystyle 0\le K_{\alpha }(u_{2})-K_{\alpha }(u_{1})& \displaystyle \le K_{\alpha }(1)-K_{\alpha }\big(1-(u_{2}-u_{1})\big)=-K_{\alpha }\big(1-(u_{2}-u_{1})\big)\\{} & \displaystyle \le -K\big(1-(u_{2}-u_{1})\big)=K(1)-K\big(1-(u_{2}-u_{1})\big)\text{,}\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and the equicontinuity follows from the continuity of <italic>K</italic>.</p>
<p>Let us define <italic>K</italic> as the lower semicontinuous convex envelope of <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_360"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">inf</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\inf _{\alpha }K_{\alpha }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. To prove the necessity, it is enough to show that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_361"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$K(1)=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> if the family <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_362"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{K_{\alpha }\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is equicontinuous. Fix <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_363"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varepsilon >0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and let <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_364"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\delta >0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be such that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_365"><alternatives>
<mml:math><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$|K_{\alpha }(u_{2})-K_{\alpha }(u_{1})|<\varepsilon $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for all <italic>α</italic> if <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_366"><alternatives>
<mml:math><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$|u_{2}-u_{1}|\le \delta $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. In particular, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_367"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$K_{\alpha }(1-\delta )>-\varepsilon $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Since <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_368"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$K_{\alpha }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is convex, we have <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_369"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$K_{\alpha }(u)>-\frac{\varepsilon }{\delta }(1-u)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for all <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_370"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.2778em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u\in [0,\hspace{0.2778em}1-\delta ]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and for all <italic>α</italic>. Moreover, since <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_371"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$K_{\alpha }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is increasing, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_372"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$K_{\alpha }(u)\ge -\varepsilon $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for all <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_373"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.2778em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u\in [1-\delta ,\hspace{0.2778em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and for all <italic>α</italic>. Combining, we get 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_058">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">inf</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">min</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mtext>,</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{\alpha }{\inf }K_{\alpha }(u)\ge \min \bigg(-\frac{\varepsilon }{\delta }(1-u),-\varepsilon \bigg)\ge -\frac{\varepsilon }{\delta }+\frac{\varepsilon (1-\delta )}{\delta }u\text{,}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
for all <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_374"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u\in [0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. It follows that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_375"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$K(u)\ge -\frac{\varepsilon }{\delta }+\frac{\varepsilon (1-\delta )}{\delta }u$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for all <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_376"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u\in [0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, in particular, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_377"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$K(1-\delta )>-2\varepsilon $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The claim follows.  □</p></statement></p>
</sec>
<sec id="j_vmsta88_s_009">
<label>3.2</label>
<title>Weak convergence</title>
<p>In this subsection <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_378"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(X_{n})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a sequence of random variables. <statement id="j_vmsta88_stat_025"><label>Theorem 9.</label>
<p><italic>The following statements are equivalent</italic>: 
<list>
<list-item id="j_vmsta88_li_038">
<label>(i)</label>
<p><italic>The sequence</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_379"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(X_{n})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>weakly converges.</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta88_li_039">
<label>(ii)</label>
<p><italic>There is a sequence</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_380"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(c_{n})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>of numbers such that, for every</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_381"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u\in (0,\hspace{0.1667em}1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, the sequence</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_382"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(\mathsf{K}_{X_{n}}(u)-c_{n})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>converges to a finite limit.</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta88_li_040">
<label>(iii)</label>
<p><italic>The sequence</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_383"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(\mathsf{K}_{X_{n}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>converges uniformly on every</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_384"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⊆</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$[\alpha ,\hspace{0.1667em}\beta ]\subseteq (0,\hspace{0.1667em}1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p>
</list-item>
</list>
</p>
<p><italic>Moreover</italic>, <italic>in this case if X is a weak limit of</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_385"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(X_{n})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, then</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_386"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{K}_{X}(u)=\lim _{n\to \infty }\mathsf{K}_{X_{n}}(u)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>for all</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_387"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u\in (0,\hspace{0.1667em}1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p></statement><statement id="j_vmsta88_stat_026"><label>Remark 2.</label>
<p>If <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_388"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[{X_{n}^{-}}]<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (resp. <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_389"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[{X_{n}^{+}}]<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>) for all <italic>n</italic>, then the pointwise convergence of <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_390"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{K}_{X_{n}}^{[0]}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (resp. <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_391"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{K}_{X_{n}}^{[1]}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>) on <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_392"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(0,\hspace{0.1667em}1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is sufficient (use Theorem <xref rid="j_vmsta88_stat_025">9</xref>, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_393"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">ii</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(\mathrm{ii})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> ⇒ <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_394"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(\mathrm{i})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>) but not necessary for the weak convergence of <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_395"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X_{n}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></statement><statement id="j_vmsta88_stat_027"><label>Theorem 10.</label>
<p><italic>Let</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_396"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(X_{n})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>weakly converge and</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_397"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}|X_{n}|<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (<italic>resp.</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_398"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[{X_{n}^{-}}]<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, resp.</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_399"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[{X_{n}^{+}}]<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>)<italic>. Then the following statements are equivalent</italic>: 
<list>
<list-item id="j_vmsta88_li_041">
<label>(i)</label>
<p><italic>The sequence</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_400"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(|X_{n}|)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (<italic>resp.</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_401"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$({X_{n}^{-}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, resp.</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_402"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$({X_{n}^{+}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>) <italic>is uniformly integrable.</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta88_li_042">
<label>(ii)</label>
<p><italic>The sequence of functions</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_403"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(\mathsf{K}_{X_{n}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>converges pointwise on</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_404"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$[0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (<italic>resp.</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_405"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$[0,\hspace{0.1667em}1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, resp.</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_406"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>) <italic>to a continuous function with finite values.</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta88_li_043">
<label>(iii)</label>
<p><italic>The sequence</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_407"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(\mathsf{K}_{X_{n}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>converges uniformly to a finite-valued function on</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_408"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$[0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (<italic>resp. on every</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_409"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⊆</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$[0,\hspace{0.1667em}\beta ]\subseteq [0,\hspace{0.1667em}1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, resp. on every</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_410"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⊆</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$[\alpha ,\hspace{0.1667em}1]\subseteq (0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>)<italic>.</italic></p>
</list-item>
</list>
</p></statement><statement id="j_vmsta88_stat_028"><label>Remark 3.</label>
<p>In contrast to Remark <xref rid="j_vmsta88_stat_026">2</xref>, a combination of the weak convergence of <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_411"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X_{n}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and the uniform integrability of <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_412"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{n}^{-}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (resp. <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_413"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{n}^{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>) can be expressed in terms of the shifted integrated quantile functions <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_414"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{K}_{X_{n}}^{[0]}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (resp. <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_415"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{K}_{X_{n}}^{[1]}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>). For instance, let a sequence <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_416"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(X_{n})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> weakly converge to <italic>X</italic> and the sequence <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_417"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$({X_{n}^{+}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is uniformly integrable. Then the pointwise limit of <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_418"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{K}_{X_{n}}^{[1]}}(u)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> satisfies 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_059">
<label>(21)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">u</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:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}\displaystyle \underset{n\to \infty }{\lim }{\mathsf{K}_{X_{n}}^{[1]}}(u)& \displaystyle =\underset{n\to \infty }{\lim }\mathsf{K}_{X_{n}}(u)-\underset{n\to \infty }{\lim }\mathsf{E}\big[{X_{n}^{+}}\big]\\{} & \displaystyle =\mathsf{K}_{X}(u)-\mathsf{E}\big[{X}^{+}\big]={\mathsf{K}_{X}^{[1]}}(u),\hspace{1em}u\in (0,\hspace{0.1667em}1],\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and is continuous on <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_419"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Conversely, if the functions <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_420"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{K}_{X_{n}}^{[1]}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> converge pointwise to a continuous limit on <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_421"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_422"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X_{n}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> weakly converges, say, to <italic>X</italic> (use Theorem <xref rid="j_vmsta88_stat_025">9</xref>, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_423"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">ii</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(\mathrm{ii})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> ⇒ <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_424"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(\mathrm{i})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>). In particular, for any <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_425"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</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:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u\in (0,\hspace{0.1667em}1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_060">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mtext>.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{n\to \infty }{\lim }{\mathsf{K}_{X_{n}}^{[1]}}(u)=\underset{n\to \infty }{\lim }\mathsf{K}_{X_{n}}(u)-\underset{n\to \infty }{\lim }\mathsf{E}\big[{X_{n}^{+}}\big]=\mathsf{K}_{X}(u)-\underset{n\to \infty }{\lim }\mathsf{E}\big[{X_{n}^{+}}\big]\text{.}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Continuity of the limiting function in the left-hand side of the above formula at <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_426"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> implies <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_427"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">↑</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\lim _{n\to \infty }\mathsf{E}[{X_{n}^{+}}]=\lim _{u\uparrow 1}\mathsf{K}_{X}(u)=\mathsf{E}[{X}^{+}]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></statement><statement id="j_vmsta88_stat_029"><label><bold>Proof of Theorems 9</bold> <bold>and 10.</bold></label>
<p>First, let us suppose that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_428"><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: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[$(X_{n})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> weakly converges to <italic>X</italic>. It is well known that then <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_429"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${q_{X_{n}}^{L}}(u)\to {q_{X}^{L}}(u)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_430"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\to \infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for every continuity point <italic>u</italic> of <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_431"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${q_{X}^{L}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Put <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_432"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u_{n,0}:=F_{X_{n}}(0)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_433"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u_{0}:=F_{X}(0)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Assume for the moment that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_434"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X_{n}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are uniformly bounded. Then, for any <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_435"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u\in [0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_061">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}\displaystyle \mathsf{K}_{X_{n}}(u)& \displaystyle ={\int _{0}^{u}}q_{X_{n}}(s)\hspace{0.1667em}ds-{\int _{0}^{u_{n,0}}}q_{X_{n}}(s)\hspace{0.1667em}ds={\int _{0}^{u}}q_{X_{n}}(s)\hspace{0.1667em}ds+{\int _{0}^{1}}{\big(q_{X_{n}}(s)\big)}^{-}\hspace{0.1667em}ds\\{} & \displaystyle \to {\int _{0}^{u}}q_{X}(s)\hspace{0.1667em}ds+{\int _{0}^{1}}{\big(q_{X}(s)\big)}^{-}\hspace{0.1667em}ds=\mathsf{K}_{X}(u)\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
by the dominated convergence theorem. Moreover, by Theorem <xref rid="j_vmsta88_stat_021">7</xref> the sequence <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_436"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(\mathsf{K}_{X_{n}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is relatively compact in <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_437"><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:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$C[0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Combined with pointwise convergence, this shows that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_438"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(\mathsf{K}_{X_{n}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> converges to <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_439"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{K}_{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> uniformly on <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_440"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$[0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>If no assumptions on <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_441"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X_{n}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are imposed, let us introduce the function <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_442"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">max</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">min</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$g_{C}(x):=\max (\min (x,\hspace{0.1667em}C),\hspace{0.1667em}-C)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_443"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$C>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and define random variables 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_062">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</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:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mtext>.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ Y_{n}:=g_{C}(X_{n}),\hspace{2em}Y:=g_{C}(X)\text{.}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Then <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_444"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(Y_{n})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> weakly converges to <italic>Y</italic>. Hence, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_445"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{K}_{Y_{n}}\to \mathsf{K}_{Y}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> uniformly on <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_446"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$[0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as it has just been proved. However, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_447"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{K}_{Y_{n}}=\mathsf{K}_{X_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> on <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_448"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">∋</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$[F_{X_{n}}(-C),\hspace{0.1667em}F_{X_{n}}(C)]\ni u_{n,0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_449"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{K}_{Y}=\mathsf{K}_{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> on <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_450"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">∋</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$[F_{X}(-C),\hspace{0.1667em}F_{X}(C)]\ni u_{0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Given <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_451"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><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:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$[\alpha ,\hspace{0.1667em}\beta ]\subseteq (0,\hspace{0.1667em}1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, choose <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_452"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$C>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> so that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_453"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⊆</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$[\alpha ,\hspace{0.1667em}\beta ]\subseteq [F_{X}(-C),\hspace{0.1667em}F_{X}(C)]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_454"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⊆</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$[\alpha ,\hspace{0.1667em}\beta ]\subseteq [F_{X_{n}}(-C),\hspace{0.1667em}F_{X_{n}}(C)]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for all <italic>n</italic>, which is possible by tightness. Therefore, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_455"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{K}_{X_{n}}(u)\to \mathsf{K}_{X}(u)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> uniformly in <italic>u</italic> on <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_456"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><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:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$[\alpha ,\hspace{0.1667em}\beta ]\subseteq (0,\hspace{0.1667em}1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. In particular, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_457"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(\mathsf{K}_{X_{n}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> converges pointwise to <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_458"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{K}_{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> on <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_459"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(0,\hspace{0.1667em}1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>To complete the proof of Theorem <xref rid="j_vmsta88_stat_025">9</xref> it remains to prove implication (ii) ⇒ (i). Let <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_460"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">v</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:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u,v\in (0,\hspace{0.1667em}1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. By the assumption, the sequence <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_461"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{K}_{X_{n}}(u)-\mathsf{K}_{X_{n}}(v)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> converges to a finite limit and, hence, is bounded. By Theorem <xref rid="j_vmsta88_stat_019">6</xref>, the laws of <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_462"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X_{n}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are tight. Let <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_463"><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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(X_{n_{k}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a weakly convergent subsequence. It follows from what has been proved that the integrated quantile function <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_464"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$K(u)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of its limit coincides with <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_465"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\lim _{k\to \infty }\mathsf{K}_{X_{n_{k}}}(u)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_466"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</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:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u\in (0,\hspace{0.1667em}1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Therefore, for all <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_467"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</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:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u\in (0,\hspace{0.1667em}1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_063">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{n\to \infty }{\lim }\big(\mathsf{K}_{X_{n}}(u)-c_{n}\big)=\underset{k\to \infty }{\lim }\big(\mathsf{K}_{X_{n_{k}}}(u)-c_{n_{k}}\big)=K(u)-\underset{k\to \infty }{\lim }c_{n_{k}}\text{.}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
This implies that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_468"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$c_{n_{k}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> converges to a finite limit and that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_469"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$K(u)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is obtained from <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_470"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</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[$\lim _{n\to \infty }(\mathsf{K}_{X_{n}}(u)-c_{n})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> by adding a constant. Since <italic>K</italic> is an integrated quantile function, this constant is determined uniquely. Thus, <italic>K</italic> is the same for all weakly convergent subsequences, which means that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_471"><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: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[$(X_{n})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> weakly converges.</p>
<p>It is enough to prove Theorem <xref rid="j_vmsta88_stat_027">10</xref> in one of three cases, for example, in the case <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_472"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[{X_{n}^{-}}]<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Assume that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_473"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$({X_{n}^{-}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is uniformly integrable. Then <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_474"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[{X_{n}^{-}}]\to \mathsf{E}[{X}^{-}]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <italic>X</italic> is a weak limit of <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_475"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(X_{n})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. In other words, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_476"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{K}_{X_{n}}(0)\to \mathsf{K}_{X}(0)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Thus, we have (ii). Moreover, the sequence <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_477"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(\mathsf{K}_{{X_{n}^{-}}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is equicontinuous. It follows that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_478"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(\mathsf{K}_{X_{n}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> converges uniformly on every segment <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_479"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⊆</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$[0,\hspace{0.1667em}\beta ]\subseteq (0,\hspace{0.1667em}1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Implication (iii) ⇒ (ii) is trivial. If (ii) holds, then <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_480"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\lim _{n\to \infty }\mathsf{K}_{X_{n}}(u)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a continuous function in <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_481"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u\in [0,\hspace{0.1667em}1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. On the other hand, this limit is <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_482"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{K}_{X}(u)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_483"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u\in (0,\hspace{0.1667em}1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Hence, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_484"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[{X}^{-}]=\mathsf{K}_{X}(0)=\lim _{n\to \infty }\mathsf{E}[{X_{n}^{-}}]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and the sequence <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_485"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$({X_{n}^{-}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is uniformly integrable.  □</p></statement></p>
</sec>
</sec>
<sec id="j_vmsta88_s_010">
<label>4</label>
<title>Applications to binary statistical models</title>
<p>The theory of statistical experiments deals with the problem of comparing the information in different experiments. The foundation of the theory of experiments was laid by Blackwell [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_001">1</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_002">2</xref>], who first studied a notion of being more informative for experiments. Since it is difficult to give an explicit definition of statistical information, the theory of statistical experiments evaluates the performance of an experiment in terms of the set of available risk functions, in general, for arbitrary decision spaces and loss functions. For the theory of statistical experiments we refer to [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_015">15</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_025">25</xref>], and especially to [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_027">27</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_028">28</xref>], where the reader can find unexplained results and additional information.</p>
<p>In this paper we consider only binary statistical experiments, or dichotomies, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_486"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Ω</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}=(\varOmega ,\mathcal{F},\mathsf{P},{\mathsf{P}^{\prime }})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. It is known that for binary models, it is enough to deal with testing problems, i. e. with tests as decision rules and with the probabilities of errors of the first and the second kinds of a test.</p>
<p>Let us introduce some notation. <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_487"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">Q</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{Q}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is any probability measure dominating <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_488"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{P}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_489"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{P}^{\prime }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_490"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="sans-serif">Q</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$z:=d\mathsf{P}/d\mathsf{Q}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_491"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="sans-serif">Q</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${z^{\prime }}:=d{\mathsf{P}^{\prime }}/d\mathsf{Q}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are the corresponding Radon–Nikodým derivatives. <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_492"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_493"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{E}^{\prime }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_494"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">Q</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}_{\mathsf{Q}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are the expectations with respect to <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_495"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{P}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_496"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{P}^{\prime }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_497"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">Q</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{Q}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> respectively. Note that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_498"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{P}(z=0)=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_499"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$Z:={z^{\prime }}/z$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_500"><alternatives>
<mml:math><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$0/0=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> by convention, is the Radon–Nikodým derivative of the <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_501"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{P}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-absolutely continuous part of <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_502"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{P}^{\prime }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with respect to <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_503"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{P}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>For an experiment <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_504"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Ω</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}=(\varOmega ,\mathcal{F},\mathsf{P},{\mathsf{P}^{\prime }})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, denote by <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_505"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">Φ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varPhi (\mathbb{E})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the set of all test functions <italic>φ</italic> in <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_506"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, i.e. measurable mappings from <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_507"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Ω</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(\varOmega ,\mathcal{F})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> to <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_508"><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>. It is convenient for us to interpret <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_509"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ω</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varphi (\omega )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as the probability to accept the null hypothesis <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_510"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{P}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and to reject the alternative <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_511"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{P}^{\prime }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> if <italic>ω</italic> is observed. Then <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_512"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha (\varphi ):=\mathsf{E}[1-\varphi ]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_513"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\beta (\varphi ):={\mathsf{E}^{\prime }}[\varphi ]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are the probabilities of errors of the first and the second kind respectively of a test <italic>φ</italic>.</p>
<p>Denote 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_064">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="fraktur">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Φ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><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:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Φ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathfrak{N}(\mathbb{E}):=\big\{\big(\mathsf{E}[\varphi ],\hspace{0.1667em}{\mathsf{E}^{\prime }}[\varphi ]\big):\varphi \in \varPhi (\mathbb{E})\big\}=\big\{\big(1-\alpha (\varphi ),\hspace{0.1667em}\beta (\varphi )\big):\varphi \in \varPhi (\mathbb{E})\big\}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
It is well known that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_514"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="fraktur">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathfrak{N}(\mathbb{E})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a convex and closed subset of <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_515"><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:mo>×</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[$[0,1]\times [0,1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, contains <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_516"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(0,0)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and is symmetric with respect to the point <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_517"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><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[$(1/2,1/2)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, see, e.g., [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_016">16</xref>, p. 62]. In Fig. <xref rid="j_vmsta88_fig_005">5</xref> we present a set <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_518"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="fraktur">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathfrak{N}(\mathbb{E})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of generic form. Introduce also the <italic>risk function</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_065">
<label>(22)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">inf</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Φ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathsf{r}_{\mathbb{E}}(u):=\inf \hspace{0.1667em}\big\{\beta (\varphi ):\varphi \in \varPhi (\mathbb{E}),\hspace{2.5pt}\alpha (\varphi )=u\big\},\hspace{1em}u\in [0,\hspace{0.1667em}1],\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
that is the smallest probability of the second kind error if the probability of the first kind error is <italic>u</italic>. It follows that the set <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_519"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="fraktur">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathfrak{N}(\mathbb{E})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and the risk function <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_520"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{r}_{\mathbb{E}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are connected by 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_066">
<label>(23)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">inf</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="fraktur">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathsf{r}_{\mathbb{E}}(u)=\inf \hspace{0.1667em}\big\{v:(1-u,v)\in \mathfrak{N}(\mathbb{E})\big\}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_067">
<label>(24)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="fraktur">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>×</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo><mml:mtext>.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathfrak{N}(\mathbb{E})=\big\{(u,\hspace{0.1667em}v)\in [0,\hspace{0.1667em}1]\times [0,\hspace{0.1667em}1]:\mathsf{r}_{\mathbb{E}}(1-u)\le v\le 1-\mathsf{r}_{\mathbb{E}}(u)\big\}\text{.}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
In particular, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_521"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{r}_{\mathbb{E}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a continuous convex decreasing function taking values in <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_522"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$[0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_523"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</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:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{r}_{\mathbb{E}}(1)=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Therefore, by Theorem <xref rid="j_vmsta88_stat_012">4</xref>, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_524"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{r}_{\mathbb{E}}(u)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> coincides on <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_525"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$[0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with an integrated quantile function corresponding to some distribution. The following result determines this distribution and explains why it is natural to use integrated quantile functions for binary models.</p>
<fig id="j_vmsta88_fig_005">
<label>Fig. 5.</label>
<caption>
<p>The shaded area represents the set <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_526"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="fraktur">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathfrak{N}(\mathbb{E})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The thick curve corresponds to admissible, or Neyman–Pearson tests <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_527"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\varphi }^{\ast }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with the following property: if <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_528"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha (\varphi )\le \alpha ({\varphi }^{\ast })$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_529"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\beta (\varphi )\le \beta ({\varphi }^{\ast })$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for some <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_530"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Φ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varphi \in \varPhi (\mathbb{E})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then both inequalities are equalities. See [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_027">27</xref>, Chapter 2] for more details. The thick curve together with the horizontal segment <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_531"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>×</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$[0,\hspace{0.1667em}\mathsf{P}(Z>0)]\times \{0\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the graph of the function <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_532"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{r}_{\mathbb{E}}(1-u)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></p>
</caption>
<graphic xlink:href="vmsta-4-4-vmsta88-g005.jpg"/>
</fig>
<statement id="j_vmsta88_stat_030"><label>Proposition 1.</label>
<p><italic>For all</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_533"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u\in [0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_534"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{r}_{\mathbb{E}}(u)=\mathsf{K}_{-Z}(u)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, where</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_535"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{K}_{-Z}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is the integrated quantile function corresponding to the distribution of the negative likelihood ratio</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_536"><alternatives>
<mml:math><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$-Z=-{z^{\prime }}/z$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>under the null hypothesis.</italic></p></statement><statement id="j_vmsta88_stat_031"><label>Proof.</label>
<p>Let <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_537"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Φ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varphi _{0}\in \varPhi (\mathbb{E})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_538"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in \mathbb{R}_{+}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then the straight line with the slope <italic>x</italic> and passing through the point <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_539"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(\mathsf{E}[\varphi _{0}],\hspace{0.1667em}{\mathsf{E}^{\prime }}[\varphi _{0}])$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> lies below the graph of <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_540"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$K(u):=\mathsf{r}_{\mathbb{E}}(1-u)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> on <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_541"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$[0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> if and only if, for every <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_542"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Φ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varphi \in \varPhi (\mathbb{E})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_068">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\mathsf{E}^{\prime }}[\varphi ]\ge {\mathsf{E}^{\prime }}[\varphi _{0}]+x\big(\mathsf{E}[\varphi ]-\mathsf{E}[\varphi _{0}]\big).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Passing to a dominating measure <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_543"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">Q</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{Q}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the above inequality can be rewritten as 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_069">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">Q</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><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:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathsf{E}_{\mathsf{Q}}\big[\big({z^{\prime }}-xz\big)(\varphi -\varphi _{0})\big]\ge 0.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
This holds for every <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_544"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Φ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varphi \in \varPhi (\mathbb{E})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> if and only if 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_070">
<label>(25)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mn mathvariant="double-struck">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mn mathvariant="double-struck">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="sans-serif">Q</mml:mi><mml:mtext>-a.s.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \varphi _{0}=\mathbb{1}_{\{{z^{\prime }}<xz\}}+\varphi _{0}\mathbb{1}_{\{{z^{\prime }}=xz\}}\hspace{1em}\mathsf{Q}\text{-a.s.}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>Let <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_545"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</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:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u\in (0,\hspace{0.1667em}1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and take any <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_546"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in [{q_{Z}^{L}}(u),{q_{Z}^{R}}(u)]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_547"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u\in [F_{Z}(x-0),F_{Z}(x)]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, so there is <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_548"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">γ</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:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\gamma \in [0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_549"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u=(1-\gamma )F_{Z}(x-0)+\gamma F_{Z}(x)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Finally, put <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_550"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mn mathvariant="double-struck">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mn mathvariant="double-struck">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varphi _{0}:=\mathbb{1}_{\{{z^{\prime }}<xz\}}+\gamma \mathbb{1}_{\{{z^{\prime }}=xz\}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Since <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_551"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$Z={z^{\prime }}/z$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_552"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{P}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-a.s., we get <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_553"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[\varphi _{0}]=u$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and, obviously, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_554"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varphi _{0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> satisfies (<xref rid="j_vmsta88_eq_070">25</xref>). This means that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_555"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi>∂</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in \partial K(u)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Conversely, let <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_556"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</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:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u\in (0,\hspace{0.1667em}1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_557"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi>∂</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in \partial K(u)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Take any <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_558"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Φ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varphi _{0}\in \varPhi (\mathbb{E})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_559"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[\varphi _{0}]=u$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_560"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\beta (\varphi _{0})=K(u)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_561"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varphi _{0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> satisfies (<xref rid="j_vmsta88_eq_070">25</xref>), which implies <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_562"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[\varphi _{0}]\in [F_{Z}(x-0),F_{Z}(x)]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Hence, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_563"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in [{q_{Z}^{L}}(u),{q_{Z}^{R}}(u)]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>It is clear that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_564"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$K(0)=\mathsf{K}_{Z}(0)=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Now taking into account that <italic>K</italic> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_565"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{K}_{Z}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are convex functions, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_566"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{K}_{Z}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is continuous on <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_567"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$[0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_568"><alternatives>
<mml:math><mml:mi>∂</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>∂</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\partial K(u)=\partial \mathsf{K}_{Z}(u)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_569"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</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:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u\in (0,\hspace{0.1667em}1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, it remains to prove that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_570"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</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:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$K(1)\le \mathsf{K}_{Z}(1)=\mathsf{E}[Z]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. This is easy: take <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_571"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mn mathvariant="double-struck">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varphi _{0}:=\mathbb{1}_{\{z>0\}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_572"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[\varphi _{0}]=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_573"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">Q</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mn mathvariant="double-struck">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{E}^{\prime }}[\varphi _{0}]={\mathsf{P}^{\prime }}(z>0)=\mathsf{E}_{\mathsf{Q}}[{z^{\prime }}\mathbb{1}_{\{z>0\}}]=\mathsf{E}[Z]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Finally, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_574"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">K</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{r}_{\mathbb{E}}(u)=K(1-u)=\mathsf{K}_{Z}(1-u)=\mathsf{K}_{-Z}(u)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.  □</p></statement><statement id="j_vmsta88_stat_032"><label>Remark 4.</label>
<p>A usual way to prove that the set <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_575"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="fraktur">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathfrak{N}(\mathbb{E})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is closed is based on weak compactness of test functions, see, e.g., [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_016">16</xref>]. The reader may readily verify that the closedness of <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_576"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="fraktur">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathfrak{N}(\mathbb{E})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> follows directly from the above proof.</p></statement>
<p>Let us also introduce the <italic>minimum Bayes risk function</italic> (the <italic>error function</italic>) 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_071">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">inf</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Φ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:munder><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">π</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:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathsf{b}_{\mathbb{E}}(\pi ):=\underset{\varphi \in \varPhi (\mathbb{E})}{\inf }\big((1-\pi )\alpha (\varphi )+\pi \beta (\varphi )\big),\hspace{1em}\pi \in [0,\hspace{0.1667em}1].\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
It can be expressed in terms of risk function <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_577"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{r}_{\mathbb{E}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and vice versa. Indeed, for any <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_578"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">π</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:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\pi \in (0,\hspace{0.1667em}1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_072">
<label>(26)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">inf</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:munder><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:munder><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:munder><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</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:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo><mml:mtext>.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}\displaystyle \mathsf{b}_{\mathbb{E}}(\pi )& \displaystyle =\underset{u\in [0,\hspace{0.1667em}1]}{\inf }\big((1-\pi )u+\pi \mathsf{r}_{\mathbb{E}}(u)\big)\\{} & \displaystyle =-\pi \underset{u\in [0,\hspace{0.1667em}1]}{\sup }\bigg(-\frac{1-\pi }{\pi }u-\mathsf{r}_{\mathbb{E}}(u)\bigg)=-\pi \underset{u\in [0,\hspace{0.1667em}1]}{\sup }\bigg(-\frac{1-\pi }{\pi }u-\mathsf{K}_{-Z}(u)\bigg)=\\{} & \displaystyle =-\pi \mathsf{J}_{-Z}\bigg(-\frac{1-\pi }{\pi }\bigg)=1-\pi -\pi \mathsf{J}_{Z}\bigg(\frac{1-\pi }{\pi }\bigg)\text{.}\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
In particular, it follows from Theorem <xref rid="j_vmsta88_stat_002">1</xref> that 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_073">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi><mml:mo stretchy="false">↓</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi><mml:mo stretchy="false">↑</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">↓</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}\displaystyle \underset{\pi \downarrow 0}{\lim }\frac{\mathsf{b}_{\mathbb{E}}(\pi )}{\pi }& \displaystyle =\underset{x\to +\infty }{\lim }\big(x-\mathsf{J}_{Z}(x)\big)=\mathsf{E}[Z],\\{} \displaystyle \underset{\pi \uparrow 1}{\lim }\frac{\mathsf{b}_{\mathbb{E}}(\pi )}{1-\pi }& \displaystyle =1-\underset{x\downarrow 0}{\lim }\frac{\mathsf{J}_{Z}(x)}{x}=\mathsf{P}(Z>0),\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
see [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_027">27</xref>, Lemma 14.6] and [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_028">28</xref>, p. 607].</p>
<p>Conversely, using Definition <xref rid="j_vmsta88_stat_007">2</xref> and (<xref rid="j_vmsta88_eq_072">26</xref>), we get, for <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_579"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u\in [0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_074">
<label>(27)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:munder><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</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:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:munder><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</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:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</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:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}\displaystyle \mathsf{r}_{\mathbb{E}}(u)& \displaystyle =\mathsf{K}_{-Z}(u)=\underset{x\in \mathbb{R}}{\sup }\big(xu-\mathsf{J}_{-Z}(x)\big)=\underset{x<0}{\sup }\big(xu-\mathsf{J}_{-Z}(x)\big)\\{} & \displaystyle =\underset{\pi \in (0,\hspace{0.1667em}1)}{\sup }\bigg(-\frac{1-\pi }{\pi }u-\mathsf{J}_{-Z}\bigg(-\frac{1-\pi }{\pi }\bigg)\bigg)=\underset{\pi \in (0,\hspace{0.1667em}1)}{\sup }\frac{1}{\pi }\big(\mathsf{b}_{\mathbb{E}}(\pi )-(1-\pi )u\big),\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
see [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_028">28</xref>, p. 590]. Here we have used that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_580"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{J}_{-Z}(x)=x$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_581"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Finally, let us introduce one more characteristic of binary models, namely the distribution of the ‘likelihood ratio’ 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_075">
<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="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="script">B</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mu _{\mathbb{E}}(A):=\mathsf{P}(Z\in A),\hspace{1em}A\in \mathcal{B}(\mathbb{R}_{+}).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>Now let us present some basic notions and results from the theory of comparison of dichotomies. All these facts are well known, see e. g. [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_027">27</xref>, Chapter 3] and [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_028">28</xref>, Chapter 10]. Our aim is to show how they can be deduced with the help of the results in Sections <xref rid="j_vmsta88_s_002">2</xref> and <xref rid="j_vmsta88_s_007">3</xref>.</p><statement id="j_vmsta88_stat_033"><label>Definition 3.</label>
<p>Let <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_582"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Ω</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}=(\varOmega ,\mathcal{F},\mathsf{P},{\mathsf{P}^{\prime }})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_583"><alternatives>
<mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\widetilde{\mathbb{E}}=(\widetilde{\varOmega },\widetilde{\mathcal{F}},\widetilde{\mathsf{P}},{\widetilde{\mathsf{P}}^{\prime }})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be two binary experiments. <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_584"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is said to be <italic>more informative</italic> than <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_585"><alternatives>
<mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\widetilde{\mathbb{E}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, denoted by <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_586"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⪰</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}\succeq \widetilde{\mathbb{E}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> or <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_587"><alternatives>
<mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false">⪯</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\widetilde{\mathbb{E}}\preceq \mathbb{E}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, if <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_588"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="fraktur">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⊇</mml:mo><mml:mi mathvariant="fraktur">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathfrak{N}(\mathbb{E})\supseteq \mathfrak{N}(\widetilde{\mathbb{E}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_589"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_590"><alternatives>
<mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\widetilde{\mathbb{E}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are called <italic>equivalent</italic> (<inline-formula id="j_vmsta88_ineq_591"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∼</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}\sim \widetilde{\mathbb{E}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>) if <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_592"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⪰</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}\succeq \widetilde{\mathbb{E}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_593"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⪯</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}\preceq \widetilde{\mathbb{E}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The <italic>type</italic> of an experiment is the totality of all experiments which are equivalent to the given experiment.</p></statement><statement id="j_vmsta88_stat_034"><label>Proposition 2.</label>
<p><italic>Let</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_594"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_595"><alternatives>
<mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\widetilde{\mathbb{E}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be binary experiments. The following statements are equivalent</italic>: 
<list>
<list-item id="j_vmsta88_li_044">
<label>(i)</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta88_ineq_596"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⪰</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}\succeq \widetilde{\mathbb{E}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>;</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta88_li_045">
<label>(ii)</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta88_ineq_597"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{r}_{\mathbb{E}}\le \mathsf{r}_{\widetilde{\mathbb{E}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>;</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta88_li_046">
<label>(iii)</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta88_ineq_598"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{b}_{\mathbb{E}}\le \mathsf{b}_{\widetilde{\mathbb{E}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>;</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta88_li_047">
<label>(iv)</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta88_ineq_599"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{\widetilde{\mathbb{E}}}\le _{decx}\mu _{\mathbb{E}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p>
</list-item>
</list>
</p></statement><statement id="j_vmsta88_stat_035"><label>Proof.</label>
<p>(i)<inline-formula id="j_vmsta88_ineq_600"><alternatives>
<mml:math><mml:mspace width="0.2778em"/><mml:mo stretchy="false">⇔</mml:mo><mml:mspace width="0.2778em"/></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\hspace{0.2778em}\Leftrightarrow \hspace{0.2778em}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>(ii) follows from (<xref rid="j_vmsta88_eq_066">23</xref>) and (<xref rid="j_vmsta88_eq_067">24</xref>). (ii)<inline-formula id="j_vmsta88_ineq_601"><alternatives>
<mml:math><mml:mspace width="0.2778em"/><mml:mo stretchy="false">⇔</mml:mo><mml:mspace width="0.2778em"/></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\hspace{0.2778em}\Leftrightarrow \hspace{0.2778em}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>(iii) is a consequence of (<xref rid="j_vmsta88_eq_072">26</xref>) and (<xref rid="j_vmsta88_eq_074">27</xref>). Finally, (ii)<inline-formula id="j_vmsta88_ineq_602"><alternatives>
<mml:math><mml:mspace width="0.2778em"/><mml:mo stretchy="false">⇔</mml:mo><mml:mspace width="0.2778em"/></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\hspace{0.2778em}\Leftrightarrow \hspace{0.2778em}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>(iv) follows from Proposition <xref rid="j_vmsta88_stat_030">1</xref> and Theorem <xref rid="j_vmsta88_stat_015">5</xref>.  □</p></statement><statement id="j_vmsta88_stat_036"><label>Corollary 3.</label>
<p><italic>Let</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_603"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_604"><alternatives>
<mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\widetilde{\mathbb{E}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be binary experiments. The following statements are equivalent</italic>: 
<list>
<list-item id="j_vmsta88_li_048">
<label>(i)</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta88_ineq_605"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∼</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}\sim \widetilde{\mathbb{E}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>;</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta88_li_049">
<label>(ii)</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta88_ineq_606"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{r}_{\mathbb{E}}=\mathsf{r}_{\widetilde{\mathbb{E}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>;</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta88_li_050">
<label>(iii)</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta88_ineq_607"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{b}_{\mathbb{E}}=\mathsf{b}_{\widetilde{\mathbb{E}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>;</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta88_li_051">
<label>(iv)</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta88_ineq_608"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{\mathbb{E}}=\mu _{\widetilde{\mathbb{E}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p>
</list-item>
</list>
</p></statement><statement id="j_vmsta88_stat_037"><label>Proposition 3.</label>
<p>
<list>
<list-item id="j_vmsta88_li_052">
<label>(i)</label>
<p><italic>The mapping</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_609"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⇝</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}\rightsquigarrow \mathsf{r}_{\mathbb{E}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is onto the set of all convex continuous decreasing functions</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_610"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{r}:[0,\hspace{0.1667em}1]\to [0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>such that</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_611"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{r}(1)=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta88_li_053">
<label>(ii)</label>
<p><italic>The mapping</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_612"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⇝</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}\rightsquigarrow \mathsf{b}_{\mathbb{E}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is onto the set of all concave functions</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_613"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">b</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{b}:[0,\hspace{0.1667em}1]\to [0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>such that</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_614"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi><mml:mo>∧</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{b}(\pi )\le \pi \wedge (1-\pi )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta88_li_054">
<label>(iii)</label>
<p><italic>The mapping</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_615"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⇝</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}\rightsquigarrow \mu _{\mathbb{E}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is onto the set of all probability measures μ on</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_616"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="script">B</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(\mathbb{R}_{+},\hspace{0.1667em}\mathcal{B}(\mathbb{R}_{+}))$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>such that</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_617"><alternatives>
<mml:math><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∫</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><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[$\int x\hspace{0.1667em}\mu (dx)\le 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p>
</list-item>
</list>
</p></statement><statement id="j_vmsta88_stat_038"><label>Proof.</label>
<p>(i) Let <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_618"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{r}(u)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_619"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u\in [0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, be a convex continuous decreasing function with <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_620"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{r}(1)=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_621"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{r}(0)\le 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Let <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_622"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">Ω</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varOmega =[0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_623"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathcal{F}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be the Borel <italic>σ</italic>-field. Define <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_624"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{P}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> on <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_625"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Ω</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(\varOmega ,\hspace{0.1667em}\mathcal{F})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as the Lebesgue measure and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_626"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{P}^{\prime }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as the measure with the distribution function 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_076">
<label>(28)</label><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: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:mtd><mml:mtd><mml:mtext>if</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext>if</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext>if</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ F(x)=\left\{\begin{array}{l@{\hskip10.0pt}l}0,& \text{if}\hspace{2.5pt}x<0,\\{} \mathsf{r}(1-x),& \text{if}\hspace{2.5pt}0\le x<1,\\{} 1,& \text{if}\hspace{2.5pt}x\ge 1.\end{array}\right.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Then <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_627"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$Z(u)={F^{\prime }_{-}}(u)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_628"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{P}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-a.s. As in the proof of Theorem <xref rid="j_vmsta88_stat_012">4</xref>, it follows that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_629"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{r}(1-u)=\mathsf{K}_{Z}(u)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Proposition <xref rid="j_vmsta88_stat_030">1</xref> allows us to conclude that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_630"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{r}_{\mathbb{E}}=\mathsf{r}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>(iii) First, it is evident that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_631"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{\mathbb{E}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a probability measure on <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_632"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="script">B</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(\mathbb{R}_{+},\hspace{0.1667em}\mathcal{B}(\mathbb{R}_{+}))$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_633"><alternatives>
<mml:math><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∫</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><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[$\int x\hspace{0.1667em}\mu _{\mathbb{E}}(dx)\le 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for any dichotomy <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_634"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Now, let <italic>μ</italic> be a probability measure on <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_635"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="script">B</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(\mathbb{R}_{+},\hspace{0.1667em}\mathcal{B}(\mathbb{R}_{+}))$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_636"><alternatives>
<mml:math><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∫</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><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[$\int x\hspace{0.1667em}\mu (dx)\le 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Put <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_637"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">Ω</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varOmega =[0,+\infty ]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and let <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_638"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathcal{F}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be the Borel <italic>σ</italic>-field. Define <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_639"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{P}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as the probability measure which coincides with <italic>μ</italic> on Borel subsets of <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_640"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{R}_{+}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Finally, define <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_641"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{P}^{\prime }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> by 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_077">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi><mml:mo>∩</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi><mml:mo>∩</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mtext>.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\mathsf{P}^{\prime }}(B\cap \mathbb{R}_{+}):=\int _{B\cap \mathbb{R}_{+}}x\hspace{0.1667em}\mu (dx),\hspace{2em}{\mathsf{P}^{\prime }}\big(\{+\infty \}\big):=1-\int _{\mathbb{R}_{+}}x\hspace{0.1667em}\mu (dx)\text{.}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
If <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_642"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is defined as <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_643"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Ω</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}=(\varOmega ,\hspace{0.1667em}\mathcal{F},\hspace{0.1667em}\mathsf{P},\hspace{0.1667em}{\mathsf{P}^{\prime }})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, it is clear that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_644"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{\mathbb{E}}=\mu $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>(ii) First, it follows from the definition of the error function that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_645"><alternatives>
<mml:math><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi><mml:mo>∧</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$0\le \mathsf{b}_{\mathbb{E}}(\pi )\le \pi \wedge (1-\pi )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_646"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">π</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:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\pi \in [0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_647"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{b}_{\mathbb{E}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is concave. If <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_648"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">b</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{b}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a function with these properties, then define <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_649"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{J}(x):=x-(1+x)\mathsf{b}(\frac{1}{1+x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_650"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, cf. (<xref rid="j_vmsta88_eq_072">26</xref>); put also <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_651"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</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:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{J}(x)=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_652"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x<0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Using concavity of <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_653"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">b</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{b}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, it is easy to check that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_654"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{J}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is convex on <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_655"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{R}_{+}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Since <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_656"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{b}(0)=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we have <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_657"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\lim _{x\to +\infty }\frac{\mathsf{J}(x)}{x}=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The inequalities <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_658"><alternatives>
<mml:math><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$0\le \mathsf{b}(\pi )\le 1-\pi $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> imply that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_659"><alternatives>
<mml:math><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</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 stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$0\le \mathsf{J}(x)\le x$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for all <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_660"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. In particular, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_661"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{J}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is convex on <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_662"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and, by Theorem <xref rid="j_vmsta88_stat_005">2</xref>, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_663"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{J}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the integrated distribution function of some nonnegative random variable <italic>Z</italic>. Finally, the inequality <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_664"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{b}(\pi )\le \pi $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> implies that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_665"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{J}(x)\ge x-1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, which means that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_666"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[Z]\le 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> by Theorem <xref rid="j_vmsta88_stat_002">1</xref>. Hence, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_667"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">b</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{b}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the error function of an experiment <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_668"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_669"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">Law</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{\mathbb{E}}=\operatorname{Law}(Z)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.  □</p></statement>
<p>Let us note that the proofs of (i) and (iii) give more than it is stated. Starting with a function <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_670"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{r}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> or a measure <italic>μ</italic> from corresponding classes, we construct an experiment such that its risk function (resp., the distribution of the likelihood ratio) coincides with <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_671"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{r}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (resp. <italic>μ</italic>). Now, if we start in (i) with the risk function <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_672"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{r}_{\mathbb{E}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of an experiment <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_673"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we obtain a new experiment, say, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_674"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="italic">ϰ</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varkappa (\mathbb{E})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, equivalent to <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_675"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Moreover, experiments <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_676"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}_{1}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_677"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}_{2}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are equivalent if and only if <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_678"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="italic">ϰ</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="italic">ϰ</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varkappa (\mathbb{E}_{1})=\varkappa (\mathbb{E}_{2})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. In other words, the rule <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_679"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⇝</mml:mo><mml:mo mathvariant="italic">ϰ</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}\rightsquigarrow \varkappa (\mathbb{E})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a representation of binary experiments. Another representation is given in the proof of (iii).</p><statement id="j_vmsta88_stat_039"><label>Definition 4.</label>
<p>Let <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_680"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Ω</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}=(\varOmega ,\mathcal{F},\mathsf{P},{\mathsf{P}^{\prime }})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_681"><alternatives>
<mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\widetilde{\mathbb{E}}=(\widetilde{\varOmega },\widetilde{\mathcal{F}},\widetilde{\mathsf{P}},{\widetilde{\mathsf{P}}^{\prime }})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be two binary experiments. <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_682"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is called <italic>ε-deficient</italic> with respect to <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_683"><alternatives>
<mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\widetilde{\mathbb{E}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> if for any <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_684"><alternatives>
<mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Φ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\widetilde{\varphi }\in \varPhi (\widetilde{\mathbb{E}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> there is <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_685"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Φ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varphi \in \varPhi (\mathbb{E})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_686"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha (\varphi )\le \alpha (\widetilde{\varphi })+\varepsilon /2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_687"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\beta (\varphi )\le \beta (\widetilde{\varphi })+\varepsilon /2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The number 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_078">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">inf</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mtext>is</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mtext>-deficient with respect to</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \delta _{2}(\mathbb{E},\hspace{0.1667em}\widetilde{\mathbb{E}}):=\inf \hspace{0.1667em}\{\varepsilon \ge 0:\mathbb{E}\hspace{2.5pt}\text{is}\hspace{2.5pt}\varepsilon \text{-deficient with respect to}\hspace{2.5pt}\widetilde{\mathbb{E}}\}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
is called the (asymmetric) <italic>deficiency</italic> of <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_688"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with respect to <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_689"><alternatives>
<mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\widetilde{\mathbb{E}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Define also the (symmetric) <italic>deficiency</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_079">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">max</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">E</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:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \Delta _{2}(\mathbb{E},\hspace{0.1667em}\widetilde{\mathbb{E}}):=\max \hspace{0.1667em}\big(\delta _{2}(\mathbb{E},\hspace{0.1667em}\widetilde{\mathbb{E}}),\hspace{0.1667em}\delta _{2}(\widetilde{\mathbb{E}},\hspace{0.1667em}\mathbb{E})\big)\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
between <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_690"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_691"><alternatives>
<mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\widetilde{\mathbb{E}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></statement>
<p>It is easy to check that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_692"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⪰</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}\succeq \widetilde{\mathbb{E}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> if and only if <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_693"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\delta _{2}(\mathbb{E},\hspace{0.1667em}\widetilde{\mathbb{E}})=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Hence, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_694"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∼</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}\sim \widetilde{\mathbb{E}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> if and only if <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_695"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\Delta _{2}(\mathbb{E},\hspace{0.1667em}\widetilde{\mathbb{E}})=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. It is also easy to check that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_696"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\delta _{2}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_697"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\Delta _{2}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> satisfy the triangle inequality and, hence, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_698"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\Delta _{2}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a metric on the space of types of experiments. We shall see after the next proposition that this metric space is a compact space.</p><statement id="j_vmsta88_stat_040"><label>Proposition 4.</label>
<p><italic>Let</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_699"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_700"><alternatives>
<mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\widetilde{\mathbb{E}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be binary experiments. The following statements are equivalent</italic>: 
<list>
<list-item id="j_vmsta88_li_055">
<label>(i)</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta88_ineq_701"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is ε-deficient with respect to</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_702"><alternatives>
<mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\widetilde{\mathbb{E}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta88_li_056">
<label>(ii)</label>
<p><italic>For all</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_703"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u\in [0,\hspace{0.1667em}1-\frac{\varepsilon }{2}]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_080">
<label>(29)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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 stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathsf{r}_{\mathbb{E}}\bigg(u+\frac{\varepsilon }{2}\bigg)\le \mathsf{r}_{\widetilde{\mathbb{E}}}(u)+\frac{\varepsilon }{2}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta88_li_057">
<label>(iii)</label>
<p><italic>For all</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_704"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">π</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:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\pi \in (0,\hspace{0.1667em}1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_081">
<label>(30)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathsf{b}_{\mathbb{E}}(\pi )\le \mathsf{b}_{\widetilde{\mathbb{E}}}(\pi )+\frac{\varepsilon }{2}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
</list-item>
</list>
</p></statement><statement id="j_vmsta88_stat_041"><label>Proof.</label>
<p>(i)<inline-formula id="j_vmsta88_ineq_705"><alternatives>
<mml:math><mml:mspace width="0.2778em"/><mml:mo stretchy="false">⇔</mml:mo><mml:mspace width="0.2778em"/></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\hspace{0.2778em}\Leftrightarrow \hspace{0.2778em}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>(ii) follows immediately from Definition <xref rid="j_vmsta88_stat_039">4</xref>, so our goal is to prove (ii)<inline-formula id="j_vmsta88_ineq_706"><alternatives>
<mml:math><mml:mspace width="0.2778em"/><mml:mo stretchy="false">⇔</mml:mo><mml:mspace width="0.2778em"/></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\hspace{0.2778em}\Leftrightarrow \hspace{0.2778em}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>(iii) using dual relations (<xref rid="j_vmsta88_eq_027">13</xref>) and (<xref rid="j_vmsta88_eq_028">14</xref>). A direct proof of (i)<inline-formula id="j_vmsta88_ineq_707"><alternatives>
<mml:math><mml:mspace width="0.2778em"/><mml:mo stretchy="false">⇔</mml:mo><mml:mspace width="0.2778em"/></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\hspace{0.2778em}\Leftrightarrow \hspace{0.2778em}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>(iii) can be found in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_027">27</xref>].</p>
<p>To simplify the notation, put <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_708"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{K}:=\mathsf{K}_{Z}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_709"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{J}:=\mathsf{J}_{Z}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, while the corresponding functions in the experiment <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_710"><alternatives>
<mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\widetilde{\mathbb{E}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are denoted by <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_711"><alternatives>
<mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\widetilde{\mathsf{K}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_712"><alternatives>
<mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\widetilde{\mathsf{J}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Since <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_713"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{r}_{\mathbb{E}}(u)=\mathsf{K}(1-u)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (<xref rid="j_vmsta88_eq_080">29</xref>) is equivalent to 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_082">
<label>(31)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext>for all</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></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[\[ \mathsf{K}(u)\le \widetilde{\mathsf{K}}\bigg(u+\frac{\varepsilon }{2}\bigg)+\frac{\varepsilon }{2}\hspace{1em}\text{for all}\hspace{2.5pt}u\in \bigg[0,\hspace{0.1667em}1-\frac{\varepsilon }{2}\bigg].\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
In turn, if follows from (<xref rid="j_vmsta88_eq_072">26</xref>) that (<xref rid="j_vmsta88_eq_081">30</xref>) is equivalent to 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_083">
<label>(32)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</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 stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></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:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext>for all</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathsf{J}(x)\ge \widetilde{\mathsf{J}}(x)-\frac{\varepsilon }{2}(1+x)\hspace{1em}\text{for all}\hspace{2.5pt}x>0.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>Since <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_714"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</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:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{J}(x)=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_715"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\le 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we have <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_716"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</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 fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{K}(u)=\sup _{x\ge 0}\{xu-\mathsf{J}(x)\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and similarly for <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_717"><alternatives>
<mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\widetilde{\mathsf{K}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Thus, it follows from (<xref rid="j_vmsta88_eq_083">32</xref>) that, for <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_718"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_084">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:munder><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></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:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover><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 fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">}</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mtext>.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathsf{K}(u)\le \underset{x\ge 0}{\sup }\bigg\{xu+\frac{\varepsilon }{2}(1+x)-\widetilde{\mathsf{J}}(x)\bigg\}=\widetilde{\mathsf{K}}\bigg(u+\frac{\varepsilon }{2}\bigg)+\frac{\varepsilon }{2}\text{.}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>Conversely, let (<xref rid="j_vmsta88_eq_082">31</xref>) hold true, and let <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_719"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be such that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_720"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$F_{\widetilde{Z}}(x-0)\ge \frac{\varepsilon }{2}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_721"><alternatives>
<mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\widetilde{Z}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the Radon–Nikodým derivative of the <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_722"><alternatives>
<mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\widetilde{\mathsf{P}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-absolutely continuous part of <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_723"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\widetilde{\mathsf{P}}^{\prime }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with respect to <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_724"><alternatives>
<mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\widetilde{\mathsf{P}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_085">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</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:mtd><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><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">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:munder><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:munder><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>−</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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 fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">}</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:munder><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>−</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">}</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></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:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover><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:mtext>,</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}\displaystyle \mathsf{J}(x)& \displaystyle \ge \underset{u\in [0,\hspace{0.1667em}1]}{\sup }\big\{xu-\mathsf{K}(u)\big\}\ge \underset{u\in [0,\hspace{0.1667em}1-\frac{\varepsilon }{2}]}{\sup }\big\{xu-\mathsf{K}(u)\big\}\\{} & \displaystyle \ge \underset{u\in [0,\hspace{0.1667em}1-\frac{\varepsilon }{2}]}{\sup }\bigg\{xu-\frac{\varepsilon }{2}-\widetilde{\mathsf{K}}\bigg(u+\frac{\varepsilon }{2}\bigg)\bigg\}=\underset{u\in [\frac{\varepsilon }{2},\hspace{0.1667em}1]}{\sup }\bigg\{xu-\frac{(1+x)\varepsilon }{2}-\widetilde{\mathsf{K}}(u)\bigg\}\\{} & \displaystyle =-\frac{\varepsilon }{2}(x+1)+\widetilde{\mathsf{J}}(x)\text{,}\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where the last equality follows from the fact that the supremum in (<xref rid="j_vmsta88_eq_028">14</xref>) is attained at <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_725"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u\in [F_{\widetilde{Z}}(x-0),\hspace{0.1667em}F_{\widetilde{Z}}(x)]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, cf. (<xref rid="j_vmsta88_eq_031">17</xref>). It remains to note that if <italic>x</italic> is such that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_726"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$F_{\widetilde{Z}}(x-0)<\frac{\varepsilon }{2}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_727"><alternatives>
<mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\widetilde{\mathsf{J}}(x)\le \frac{\varepsilon x}{2}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and (<xref rid="j_vmsta88_eq_083">32</xref>) is obviously true.  □</p></statement>
<p>As a consequence, we obtain the following expressions for <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_728"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\delta _{2}(\mathbb{E},\hspace{0.1667em}\widetilde{\mathbb{E}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_729"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\Delta _{2}(\mathbb{E},\hspace{0.1667em}\widetilde{\mathbb{E}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, see ([<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_027">27</xref>], [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_028">28</xref>, p. 604]):</p><statement id="j_vmsta88_stat_042"><label>Corollary 4.</label>
<p><italic>Let</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_730"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_731"><alternatives>
<mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\widetilde{\mathbb{E}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be binary experiments. Then</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_086">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><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:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</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:mspace width="0.1667em"/><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">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><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:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">π</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:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:munder><mml:mo maxsize="1.19em" minsize="1.19em" stretchy="true">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo maxsize="1.19em" minsize="1.19em" stretchy="true">|</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><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:mi mathvariant="italic">L</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}\displaystyle \delta _{2}(\mathbb{E},\hspace{0.1667em}\widetilde{\mathbb{E}})& \displaystyle =\frac{1}{2}\underset{\pi \in [0,\hspace{0.1667em}1]}{\sup }\big\{\mathsf{b}_{\mathbb{E}}(\pi )-\mathsf{b}_{\widetilde{\mathbb{E}}}(\pi )\big\},\\{} \displaystyle \Delta _{2}(\mathbb{E},\hspace{0.1667em}\widetilde{\mathbb{E}})& \displaystyle =\frac{1}{2}\underset{\pi \in [0,\hspace{0.1667em}1]}{\sup }\big|\mathsf{b}_{\mathbb{E}}(\pi )-\mathsf{b}_{\widetilde{\mathbb{E}}}(\pi )\big|=\frac{1}{2}L(F,\widetilde{F}),\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>where</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_732"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>·</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>·</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$L(\cdot ,\cdot )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is the Lévy distance between distribution functions</italic>, <italic>F is defined as in</italic> (<xref rid="j_vmsta88_eq_076">28</xref>) <italic>with</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_733"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{r}=\mathsf{r}_{\mathbb{E}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, and</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_734"><alternatives>
<mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\widetilde{F}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is defined similarly with</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_735"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{r}=\mathsf{r}_{\widetilde{\mathbb{E}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p></statement>
<p>The subset of concave functions <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_736"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">b</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{b}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> on <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_737"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$[0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> satisfying <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_738"><alternatives>
<mml:math><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi><mml:mo>∧</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$0\le \mathsf{b}(\pi )\le \pi \wedge (1-\pi )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is clearly closed with respect to uniform convergence and is equicontinuous. By the Arzela–Ascoli theorem, this subset is a compact in the space <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_739"><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:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$C[0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with sup-norm. Therefore, the space of types of experiments is a compact metric space with <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_740"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\Delta _{2}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-metric.</p><statement id="j_vmsta88_stat_043"><label>Definition 5.</label>
<p>Let <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_741"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Ω</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}=(\varOmega ,\mathcal{F},\mathsf{P},{\mathsf{P}^{\prime }})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_742"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathbb{E}}^{n}=({\varOmega }^{n},{\mathcal{F}}^{n},{\mathsf{P}}^{n},{\mathsf{P}^{\prime n}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_743"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\ge 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, be binary experiments. We say that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_744"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathbb{E}}^{n}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>weakly converges</italic> to <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_745"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> if <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_746"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\Delta _{2}({\mathbb{E}}^{n},\hspace{0.1667em}\mathbb{E})\to 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_747"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\to \infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></statement><statement id="j_vmsta88_stat_044"><label>Proposition 5.</label>
<p><italic>Let</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_748"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_749"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathbb{E}}^{n}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_750"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\ge 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, be binary experiments. The following statements are equivalent</italic>: 
<list>
<list-item id="j_vmsta88_li_058">
<label>(i)</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta88_ineq_751"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\Delta _{2}({\mathbb{E}}^{n},\hspace{0.1667em}\mathbb{E})\to 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta88_li_059">
<label>(ii)</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta88_ineq_752"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{r}_{{\mathbb{E}}^{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>converges to</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_753"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{r}_{\mathbb{E}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>pointwise on</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_754"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta88_li_060">
<label>(ii′)</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta88_ineq_755"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{r}_{{\mathbb{E}}^{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>converges uniformly to</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_756"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{r}_{\mathbb{E}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>on any</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_757"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⊂</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$[a,\hspace{0.1667em}1]\subset (0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta88_li_061">
<label>(iii)</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta88_ineq_758"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{b}_{{\mathbb{E}}^{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>converges uniformly to</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_759"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{r}_{\mathbb{E}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>on</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_760"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$[0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta88_li_062">
<label>(iv)</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta88_ineq_761"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{{\mathbb{E}}^{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>weakly converges to</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_762"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{\mathbb{E}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p>
</list-item>
</list>
</p></statement><statement id="j_vmsta88_stat_045"><label>Proof.</label>
<p>The equivalences (i)<inline-formula id="j_vmsta88_ineq_763"><alternatives>
<mml:math><mml:mspace width="0.2778em"/><mml:mo stretchy="false">⇔</mml:mo><mml:mspace width="0.2778em"/></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\hspace{0.2778em}\Leftrightarrow \hspace{0.2778em}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>(ii) and (i)<inline-formula id="j_vmsta88_ineq_764"><alternatives>
<mml:math><mml:mspace width="0.2778em"/><mml:mo stretchy="false">⇔</mml:mo><mml:mspace width="0.2778em"/></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\hspace{0.2778em}\Leftrightarrow \hspace{0.2778em}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>(iii) follow from Corollary <xref rid="j_vmsta88_stat_042">4</xref>, and the equivalence of (ii), (ii′), and (iv) is a consequence of Theorem <xref rid="j_vmsta88_stat_027">10</xref> and Proposition <xref rid="j_vmsta88_stat_030">1</xref>. However, we prefer to give a direct proof of the equivalence (i)<inline-formula id="j_vmsta88_ineq_765"><alternatives>
<mml:math><mml:mspace width="0.2778em"/><mml:mo stretchy="false">⇔</mml:mo><mml:mspace width="0.2778em"/></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\hspace{0.2778em}\Leftrightarrow \hspace{0.2778em}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>(ii) without using the Lévy distance.</p>
<p>Assume (i). By (<xref rid="j_vmsta88_eq_080">29</xref>), 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_087">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><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">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><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>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}& \displaystyle \mathsf{r}_{{\mathbb{E}}^{n}}(u)+\frac{\Delta _{2}({\mathbb{E}}^{n},\hspace{0.1667em}\mathbb{E})}{2}\ge \mathsf{r}_{\mathbb{E}}\bigg(u+\frac{\Delta _{2}({\mathbb{E}}^{n},\hspace{0.1667em}\mathbb{E})}{2}\bigg),\hspace{2em}0\le u\le 1-\frac{\Delta _{2}({\mathbb{E}}^{n},\hspace{0.1667em}\mathbb{E})}{2},\\{} & \displaystyle \mathsf{r}_{\mathbb{E}}\bigg(u-\frac{\Delta _{2}({\mathbb{E}}^{n},\hspace{0.1667em}\mathbb{E})}{2}\bigg)+\frac{\Delta _{2}({\mathbb{E}}^{n},\hspace{0.1667em}\mathbb{E})}{2}\ge \mathsf{r}_{{\mathbb{E}}^{n}}(u),\hspace{2em}\frac{\Delta _{2}({\mathbb{E}}^{n},\hspace{0.1667em}\mathbb{E})}{2}\le u\le 1.\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Passing to the limit as <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_766"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\to \infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we get 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_088">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim inf</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext>for</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext>for</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}& \displaystyle \underset{n\to \infty }{\liminf }\mathsf{r}_{{\mathbb{E}}^{n}}(u)\ge \mathsf{r}_{\mathbb{E}}(u)\hspace{1em}\text{for}\hspace{2.5pt}0\le u<1,\\{} & \displaystyle \mathsf{r}_{\mathbb{E}}(u)\ge \underset{n\to \infty }{\limsup }\mathsf{r}_{{\mathbb{E}}^{n}}(u)\hspace{1em}\text{for}\hspace{2.5pt}0<u\le 1.\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Combining these inequalities, we obtain <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_767"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\lim _{n\to \infty }\mathsf{r}_{{\mathbb{E}}^{n}}(u)=\mathsf{r}_{\mathbb{E}}(u)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_768"><alternatives>
<mml:math><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$0<u<1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Since risk functions vanish at 1, the convergence holds for <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_769"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as well.</p>
<p>Now the converse implication (ii)<inline-formula id="j_vmsta88_ineq_770"><alternatives>
<mml:math><mml:mspace width="0.2778em"/><mml:mo stretchy="false">⇒</mml:mo><mml:mspace width="0.2778em"/></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\hspace{0.2778em}\Rightarrow \hspace{0.2778em}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>(i) is proved by standard compactness arguments.  □</p></statement>
</sec>
<sec id="j_vmsta88_s_011">
<label>5</label>
<title>Chacon–Walsh revisited</title>
<p>The Skorokhod embedding problem was posed and solved by Skorokhod [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_026">26</xref>] in the following form: given a centered distribution <italic>μ</italic> with finite second moment, find a stopping time <italic>T</italic> such that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_771"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[T]<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_772"><alternatives>
<mml:math><mml:mo movablelimits="false">Law</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\operatorname{Law}(B_{T})=\mu $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_773"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$B=(B_{t})_{t\ge 0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_774"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$B_{0}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, is a standard Brownian motion. Chacon and Walsh [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_004">4</xref>] suggest to construct <italic>T</italic> as the limit of an increasing sequence of stopping times <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_775"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$T_{n}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, each being the first exit time (after the previous one) of <italic>B</italic> from a compact interval. This construction has a simple graphical interpretation in terms of the potential functions of <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_776"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$B_{T_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (we recall that potential functions are defined in (<xref rid="j_vmsta88_eq_003">3</xref>)).</p>
<p>Cox [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_006">6</xref>] extends the Chacon–Walsh construction to a more general case. He considers a Brownian motion <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_777"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$B=(B_{t})_{t\ge 0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with a given integrable starting distribution <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_778"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_779"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$B_{0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and a general integrable target distribution <italic>μ</italic>. A solution <italic>T</italic> (such that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_780"><alternatives>
<mml:math><mml:mo movablelimits="false">Law</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\operatorname{Law}(B_{T})=\mu $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>) must be found in the class of <italic>minimal</italic> stopping times.</p>
<p>It is easy to observe that the Chacon–Walsh construction has a graphical interpretation in terms of integrated quantile functions as well; moreover, in our opinion, the picture is more simple. We give alternative proofs of the result in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_004">4</xref>] and of some results in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_006">6</xref>]. Moreover, we construct a minimal stopping time in some special case where <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_781"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <italic>μ</italic> may be non-integrable.</p>
<p>Let us recall the definition of the balayage. For a probability measure <italic>μ</italic> on <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_782"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and an interval <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_783"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$I=(a,\hspace{0.1667em}b)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_784"><alternatives>
<mml:math><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$-\infty <a<b<+\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the balayage <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_785"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{I}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of <italic>μ</italic> on <italic>I</italic> is defined as the measure which coincides with <italic>μ</italic> outside <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_786"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$[a,\hspace{0.1667em}b]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, vanishes on <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_787"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(a,\hspace{0.1667em}b)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and such that 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_089">
<label>(33)</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">I</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mtext>.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mu _{I}\big(\{a\}\big)=\int _{[a,\hspace{0.1667em}b]}\frac{b-x}{b-a}\hspace{0.1667em}\mu (dx),\hspace{2em}\mu _{I}\big(\{b\}\big)=\int _{[a,\hspace{0.1667em}b]}\frac{x-a}{b-a}\hspace{0.1667em}\mu (dx)\text{.}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Since 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_090">
<label>(34)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext>and</mml:mtext><mml:mspace width="1em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</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[\[ \int _{[a,\hspace{0.1667em}b]}\mu _{I}(dx)=\int _{[a,\hspace{0.1667em}b]}\mu (dx)\hspace{1em}\text{and}\hspace{1em}\int _{[a,\hspace{0.1667em}b]}x\hspace{0.1667em}\mu _{I}(dx)=\int _{[a,\hspace{0.1667em}b]}x\hspace{0.1667em}\mu (dx),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
the balayage <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_788"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{I}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a probability measure and has the same mean as <italic>μ</italic> (if defined). It follows that, if <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_789"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi><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">B</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:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$B=(B_{t})_{t\ge 0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a continuous local martingale with <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_790"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\langle B,B\rangle _{\infty }=\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> a.s. (e. g. a Brownian motion), <italic>μ</italic> is the distribution of <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_791"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$B_{S}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <italic>S</italic> is a stopping time, and the stopping time <italic>T</italic> is defined by 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_091">
<label>(35)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">inf</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∉</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo><mml:mtext>,</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ T:=\inf \{t\ge S:B_{t}\notin I\}\text{,}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
then <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_792"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$T<+\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> a. s. and the distribution of <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_793"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$B_{T}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the balayage <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_794"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{I}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Let <italic>X</italic> and <italic>Y</italic> be random variables with the distributions <italic>μ</italic> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_795"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{I}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> respectively. It is clear that 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_092">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml: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:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext>if</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mtext>or</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext>if</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><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:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext>if</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {q_{Y}^{L}}(u)=\left\{\begin{array}{l@{\hskip10.0pt}l}{q_{X}^{L}}(u),& \text{if}\hspace{2.5pt}0<u\le F_{X}(a-0)\hspace{2.5pt}\text{or}\hspace{2.5pt}F_{X}(b)<u<1,\\{} a,& \text{if}\hspace{2.5pt}F_{X}(a-0)<u\le F_{X}(a-0)+\mu _{I}(\{a\}),\\{} b,& \text{if}\hspace{2.5pt}F_{X}(a-0)+\mu _{I}(\{a\})<u\le F_{X}(b).\end{array}\right.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Moreover, the second equality in (<xref rid="j_vmsta88_eq_090">34</xref>) can be rewritten as 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_093">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><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:mtext>.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathsf{K}_{X}\big(F_{X}(b)\big)-\mathsf{K}_{X}\big(F_{X}(a-0)\big)=\mathsf{K}_{X}\big(F_{Y}(b)\big)-\mathsf{K}_{X}\big(F_{Y}(a-0)\big)\text{.}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
This allows us to describe how to obtain the integrated quantile function of <italic>Y</italic>: pass the tangent lines with the slopes <italic>a</italic> and <italic>b</italic> to the graph of <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_796"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{K}_{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, replace the curve on this graph between points where the graph meets the lines by the corresponding segments of these lines. If the point of intersection of these lines lies below the horizontal axis, then shift the resulting graph vertically upwards so that this point will come on the horizontal axis.</p>
<fig id="j_vmsta88_fig_006">
<label>Fig. 6.</label>
<caption>
<p>Graphs of shifted integrated quantile functions <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_797"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{K}_{X}^{[1]}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_798"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{K}_{Y}^{[1]}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>: the distribution of <italic>Y</italic> is the balayage of the distribution of <italic>X</italic></p>
</caption>
<graphic xlink:href="vmsta-4-4-vmsta88-g006.jpg"/>
</fig>
<p>If <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_799"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[{X}^{+}]<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (resp. <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_800"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[{X}^{-}]<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>), then <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_801"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[{Y}^{+}]<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (resp. <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_802"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[{Y}^{-}]<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>), and the last step is not needed if we deal with shifted integrated quantile functions <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_803"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{K}_{X}^{[1]}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_804"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{K}_{Y}^{[1]}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (resp. <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_805"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{K}_{X}^{[0]}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_806"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{K}_{Y}^{[0]}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>), see Fig. <xref rid="j_vmsta88_fig_006">6</xref>. We state this fact in the following lemma only in the case where <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_807"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[{X}^{+}]<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Its proof is immediate from the previous paragraph.</p><statement id="j_vmsta88_stat_046"><label>Lemma 1.</label>
<p><italic>Let μ be the distribution of a random variable X with</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_808"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[{X}^{+}]<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_809"><alternatives>
<mml:math><mml:mo movablelimits="false">Law</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\operatorname{Law}(Y)=\mu _{I}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, where</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_810"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$I=(a,\hspace{0.1667em}b)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is a finite interval. Put</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_811"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u_{a}:=F_{X}(a-0)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_812"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u_{b}:=F_{X}(b)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. Then</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_813"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[{Y}^{+}]<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_094">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml: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:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext mathvariant="italic">if</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∉</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>∨</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext mathvariant="italic">if</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\mathsf{K}_{Y}^{[1]}}(u)=\left\{\begin{array}{l@{\hskip10.0pt}l}{\mathsf{K}_{X}^{[1]}}(u),& \textit{if}\hspace{2.5pt}u\notin (u_{a},\hspace{0.1667em}u_{b}),\\{} \big(a(u-u_{a})+{\mathsf{K}_{X}^{[1]}}(u_{a})\big)\vee \big(b(u-u_{b})+{\mathsf{K}_{X}^{[1]}}(u_{b})\big),& \textit{if}\hspace{2.5pt}u\in (u_{a},\hspace{0.1667em}u_{b}).\end{array}\right.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>In particular</italic>, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_814"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{K}_{Y}^{[1]}}(u)\le {\mathsf{K}_{X}^{[1]}}(u)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>for all</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_815"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u\in [0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p></statement>
<p>The next lemma is a key tool in our future construction.</p><statement id="j_vmsta88_stat_047"><label>Lemma 2.</label>
<p><italic>Let X and Y be random variables such that</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_816"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[{X}^{+}]<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_817"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[{Y}^{+}]<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, and</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_818"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{K}_{Y}^{[1]}}(u)\le {\mathsf{K}_{X}^{[1]}}(u)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>for all</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_819"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u\in [0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. Fix</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_820"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$v\in (0,\hspace{0.1667em}1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. Then there is a random variable Z such that</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_821"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{K}_{Y}^{[1]}}(u)\le {\mathsf{K}_{Z}^{[1]}}(u)\le {\mathsf{K}_{X}^{[1]}}(u)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>for all</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_822"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u\in [0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_823"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{K}_{Z}^{[1]}}(v)={\mathsf{K}_{Y}^{[1]}}(v)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, and the distribution of Z is a balayage of the distribution of X.</italic></p></statement><statement id="j_vmsta88_stat_048"><label>Proof.</label>
<p>Without loss of generality, we may assume that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_824"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{K}_{X}^{[1]}}(v)>{\mathsf{K}_{Y}^{[1]}}(v)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Let us consider the following equation: 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_095">
<label>(36)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mtext>.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ xv-\mathsf{J}_{X}(x)-\mathsf{E}\big[{X}^{+}\big]={\mathsf{K}_{Y}^{[1]}}(v)\text{.}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
The maximum of the left-hand side over <italic>x</italic> equals <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_825"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{K}_{X}(v)-\mathsf{E}[{X}^{+}]={\mathsf{K}_{X}^{[1]}}(v)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and is greater than the right-hand side. Moreover, it is attained at <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_826"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in [{q_{X}^{L}}(v),\hspace{0.1667em}{q_{X}^{R}}(v)]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Further, applying Theorem <xref rid="j_vmsta88_stat_002">1</xref> (iv)–(v), we get 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_096">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{x\to +\infty }{\lim }\big(xv-\mathsf{J}_{X}(x)\big)=\underset{x\to +\infty }{\lim }\big(x-\mathsf{J}_{X}(x)\big)+\underset{x\to +\infty }{\lim }(v-1)x=-\infty \]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_097">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mtext>.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{x\to -\infty }{\lim }\big(xv-\mathsf{J}_{X}(x)\big)=\underset{x\to -\infty }{\lim }x\bigg(v-\frac{\mathsf{J}_{X}(x)}{x}\bigg)=-\infty \text{.}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Since the left-hand side of (<xref rid="j_vmsta88_eq_095">36</xref>) is a concave function in <italic>x</italic>, the equation (<xref rid="j_vmsta88_eq_095">36</xref>) has two solutions <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_827"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$a<{q_{X}^{L}}(v)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_828"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$b>{q_{X}^{R}}(v)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, i. e. <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_829"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$F_{X}(a)<v<F_{X}(b-0)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Using Corollary <xref rid="j_vmsta88_stat_010">2</xref>, rewrite equation (<xref rid="j_vmsta88_eq_095">36</xref>) in the form 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_098">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mtext>.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\mathsf{K}_{X}^{[1]}}\big(F_{X}(x)\big)={\mathsf{K}_{Y}^{[1]}}(v)+x\big(F_{X}(x)-v\big)\text{.}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
This equality for <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_830"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x=a$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (resp. <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_831"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x=b$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>) says that the straight line with the slope <italic>a</italic> (resp. <italic>b</italic>) and passing through the point <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_832"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(v,\hspace{0.1667em}{\mathsf{K}_{Y}^{[1]}}(v))$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> meets the curve <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_833"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{K}_{X}^{[1]}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> at the point where the first coordinate is <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_834"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$F_{X}(a)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (resp. <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_835"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$F_{X}(b)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>). Due to (<xref rid="j_vmsta88_eq_031">17</xref>), these straight lines are tangent lines to the curve <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_836"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{K}_{X}^{[1]}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Comparing with Lemma <xref rid="j_vmsta88_stat_046">1</xref>, we obtain that a random variable <italic>Z</italic> such that its distribution is the balayage of the distribution of <italic>X</italic> on <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_837"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$I=(a,\hspace{0.1667em}b)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> satisfies all the requirements.  □</p></statement>
<p>From now on, we assume that there is a probability space with filtration <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_838"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Ω</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi><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="script">F</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:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(\varOmega ,\mathcal{F},(\mathcal{F}_{t})_{t\ge 0},\mathsf{P})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and an <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_839"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(\mathcal{F}_{t},\mathsf{P})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-Brownian motion <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_840"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi><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">B</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:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$B=(B_{t})_{t\ge 0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with an arbitrary initial distribution. For <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_841"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$c>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, let 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_099">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">inf</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>:</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ H_{c}=\inf \{t\ge 0:B_{t}\ge c\}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
The next lemma is inspired by Theorem 5 in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_007">7</xref>].</p><statement id="j_vmsta88_stat_049"><label>Lemma 3.</label>
<p><italic>Let S be a stopping time and T defined by</italic> (<xref rid="j_vmsta88_eq_091">35</xref>) <italic>with</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_842"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$I=(a,b)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. If</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_843"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">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">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[{B_{S}^{+}}]<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_844"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mn mathvariant="double-struck">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$c\mathsf{P}(S\ge H_{c})\le \mathsf{E}[B_{S}\mathbb{1}_{\{S\ge H_{c}\}}]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, then</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_845"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}[{B_{T}^{+}}]<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_846"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mn mathvariant="double-struck">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$c\mathsf{P}(T\ge H_{c})\le \mathsf{E}[B_{T}\mathbb{1}_{\{T\ge H_{c}\}}]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p></statement><statement id="j_vmsta88_stat_050"><label>Proof.</label>
<p>By the strong Markov property, in view of boundedness of the random variables under the conditional expectations below, 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_100">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext>and</mml:mtext><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi><mml:mo>∨</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>∧</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi><mml:mo>∨</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>∧</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</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[\[ \mathsf{E}[B_{T}-B_{S}|\mathcal{F}_{S}]=0\hspace{1em}\text{and}\hspace{1em}\mathsf{E}[B_{T}-B_{(S\vee H_{c})\wedge T}|\mathcal{F}_{(S\vee H_{c})\wedge T}]=0.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Since <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_847"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{S\ge H_{c}\}\in \mathcal{F}_{S}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_848"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi><mml:mo>∨</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>∧</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{S<H_{c}\le T\}\in \mathcal{F}_{(S\vee H_{c})\wedge T}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we get 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_101">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mn mathvariant="double-struck">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi><mml:mo>∨</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>∧</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mn mathvariant="double-struck">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mn mathvariant="double-struck">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mn mathvariant="double-struck">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mn mathvariant="double-struck">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}\displaystyle c\mathsf{P}(T\ge H_{c})& \displaystyle =c\mathsf{P}(S\ge H_{c})+c\mathsf{P}(T\ge H_{c}>S)\\{} & \displaystyle \le \mathsf{E}[B_{S}\mathbb{1}_{\{S\ge H_{c}\}}]+\mathsf{E}[B_{(S\vee H_{c})\wedge T}\mathbb{1}_{\{S<H_{c}\le T\}}]\\{} & \displaystyle =\mathsf{E}[B_{T}\mathbb{1}_{\{S\ge H_{c}\}}]+\mathsf{E}[B_{T}\mathbb{1}_{\{S<H_{c}\le T\}}]=\mathsf{E}[B_{T}\mathbb{1}_{\{T\ge H_{c}\}}].\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
 □</p></statement>
<p>Let us also recall that <italic>T</italic> is a <italic>minimal</italic> stopping time if any stopping time <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_849"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$R\le T$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_850"><alternatives>
<mml:math><mml:mo movablelimits="false">Law</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">Law</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\operatorname{Law}(B_{R})=\operatorname{Law}(B_{T})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> satisfies <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_851"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$R=T$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> a. s.</p><statement id="j_vmsta88_stat_051"><label>Theorem 11.</label>
<p><italic>Let</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_852"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and μ be distributions on</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_853"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>such that</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_854"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\int _{\mathbb{R}}{x}^{+}\hspace{0.1667em}\mu (dx)<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_102">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</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:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext mathvariant="italic">for all</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \int _{\mathbb{R}}{(x-y)}^{+}\hspace{0.1667em}\mu _{0}(dx)\le \int _{\mathbb{R}}{(x-y)}^{+}\hspace{0.1667em}\mu (dx)\hspace{1em}\textit{for all}\hspace{2.5pt}y\in \mathbb{R}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>Let B be a Brownian motion with the initial distribution</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_855"><alternatives>
<mml:math><mml:mo movablelimits="false">Law</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:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\operatorname{Law}(B_{0})=\mu _{0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. Then there is an increasing sequence of stopping times</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_856"><alternatives>
<mml:math><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>=</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 stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</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>…</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$0=T_{0}\le T_{1}\le \cdots \le T_{n}\le \dots \hspace{0.1667em}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>such that</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_857"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$T:=\lim _{n\to \infty }T_{n}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is a minimal a. s. finite stopping time, the distribution of</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_858"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$B_{T_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is a balayage of the distribution of</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_859"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">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:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$B_{T_{n-1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>for each</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_860"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n=1,2,\dots \hspace{0.1667em}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, and</italic> <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_861"><alternatives>
<mml:math><mml:mo movablelimits="false">Law</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\operatorname{Law}(B_{T})=\mu $]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p></statement><statement id="j_vmsta88_stat_052"><label>Proof.</label>
<p>Put <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_862"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X_{0}:=B_{T_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and let <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_863"><alternatives>
<mml:math><mml:mo movablelimits="false">Law</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\operatorname{Law}(Y)=\mu $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_864"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{K}_{Y}^{[1]}}(u)\le {\mathsf{K}_{X_{0}}^{[1]}}(u)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for all <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_865"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u\in [0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Take an arbitrary sequence <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_866"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{v_{n}\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of distinct points in <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_867"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(0,\hspace{0.1667em}1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_868"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo>…</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{v_{n}:n=1,\hspace{0.1667em}2,\hspace{0.1667em}\dots \hspace{0.1667em}\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is dense in <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_869"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$[0,\hspace{0.1667em}1]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Recursively define <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_870"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X_{n}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as <italic>Z</italic> in Lemma <xref rid="j_vmsta88_stat_047">2</xref> applied to <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_871"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X=X_{n-1}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <italic>Y</italic>, and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_872"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$v=v_{n}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then we obtain a sequence <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_873"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{X_{n}\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of random variables such that 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_103">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">u</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:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\mathsf{K}_{Y}^{[1]}}(u)\le {\mathsf{K}_{X_{n}}^{[1]}}(u)\le {\mathsf{K}_{X_{n-1}}^{[1]}}(u)\le {\mathsf{K}_{X_{0}}^{[1]}}(u),\hspace{1em}u\in (0,\hspace{0.1667em}1],\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_874"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">v</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:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">v</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[${\mathsf{K}_{Y}^{[1]}}(v_{n})={\mathsf{K}_{X_{n}}^{[1]}}(v_{n})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, which implies <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_875"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">v</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:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">v</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[${\mathsf{K}_{Y}^{[1]}}(v_{n})={\mathsf{K}_{X_{m}}^{[1]}}(v_{n})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for all <italic>n</italic> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_876"><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[$m\ge n$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_877"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\lim _{n\to \infty }{\mathsf{K}_{X_{n}}^{[1]}}(u)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> exists, is finite for all <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_878"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</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:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u\in (0,\hspace{0.1667em}1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and coincides with <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_879"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{K}_{Y}^{[1]}}(u)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> on the set <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_880"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo>…</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{v_{n}:n=1,\hspace{0.1667em}2,\hspace{0.1667em}\dots \hspace{0.1667em}\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Being a convex function in <italic>u</italic>, this limit coincides with <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_881"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="sans-serif">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathsf{K}_{Y}^{[1]}}(u)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> everywhere on <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_882"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(0,\hspace{0.1667em}1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. It follows from Remark <xref rid="j_vmsta88_stat_028">3</xref> that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_883"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X_{n}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> weakly converges to <italic>Y</italic> and the sequence <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_884"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{{X_{n}^{+}}\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is uniformly integrable.</p>
<p>Moreover, the construction in Lemma <xref rid="j_vmsta88_stat_047">2</xref> provides an interval <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_885"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(a,b)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> denoted by <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_886"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$I_{n}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that the distribution of <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_887"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X_{n}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the balayage of the distribution of <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_888"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X_{n-1}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> on <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_889"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$I_{n}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Now recursively define 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_104">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><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>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">inf</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</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:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∉</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo><mml:mtext>.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ T_{n}:=\inf \{t\ge T_{n-1}:B_{t}\notin I_{n}\}\text{.}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Then <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_890"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$B_{T_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has the same distribution as <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_891"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X_{n}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Since 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_105">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mn mathvariant="double-struck">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mn mathvariant="double-struck">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><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:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mtext>,</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathsf{E}[B_{0}\mathbb{1}_{\{0\ge H_{c}\}}]=\mathsf{E}[B_{0}\mathbb{1}_{\{B_{0}\ge c\}}]\ge c\mathsf{P}(B_{0}\ge c)\text{,}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
we conclude from Lemma <xref rid="j_vmsta88_stat_049">3</xref> that, for any <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_892"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$c>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <italic>n</italic>, 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_106">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml: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:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mn mathvariant="double-struck">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</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">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><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[\[ c\mathsf{P}(T_{n}\ge H_{c})\le \mathsf{E}[B_{T_{n}}\mathbb{1}_{\{T_{n}\ge H_{c}\}}]\le \mathsf{E}\big[{B_{T_{n}}^{+}}\big]\le \mathsf{E}\big[{Y}^{+}\big].\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
If <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_893"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{P}(T=\infty )=\delta >0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then the limit of the expression on the left in the last inequality is greater than or is equal to <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_894"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$c\delta $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, which is greater than the right-hand side if <italic>c</italic> is large enough. This contradiction proves that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_895"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$T<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> a.s. This implies that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_896"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$B_{T_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> converges a.s. to <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_897"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$B_{T}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and, hence, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_898"><alternatives>
<mml:math><mml:mo movablelimits="false">Law</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\operatorname{Law}(B_{T})=\mu $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>It remains to prove that <italic>T</italic> is a minimal stopping time. According to Theorem 4.1 in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta88_ref_012">12</xref>], it is enough to find a one-to-one function <italic>G</italic> such that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_899"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$G{(B)}^{T}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a closed submartingale.</p>
<p>Let <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_900"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$g(x)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_901"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in \mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, be a continuously differentiable function with the following properties: <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_902"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≡</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$g\equiv 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> on <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_903"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$[0,+\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and is strictly positive and increasing on <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_904"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(-\infty ,0]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_905"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\int _{-\infty }^{0}}g(x)\hspace{0.1667em}dx<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_906"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${g^{\prime }}(x)\le 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for all <italic>x</italic>. Put <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_907"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$G(y):={\int _{0}^{y}}g(x)\hspace{0.1667em}dx$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then, in particular, <italic>G</italic> is strictly increasing and bounded from below, and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_908"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$G(y)=y$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_909"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$y\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. By Itô’s formula, 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_107">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</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:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>,</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ G(B_{t})=G(B_{0})+{\int _{0}^{t}}g(B_{s})\hspace{0.1667em}dB_{s}+\frac{1}{2}{\int _{0}^{t}}{g^{\prime }}(s)\hspace{0.1667em}ds=:G(B_{0})+M_{t}+A_{t}\text{,}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_910"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</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[$G(B_{0})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is an integrable random variable, <italic>M</italic> is a local martingale and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_911"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><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[$[M,M]_{t}={\int _{0}^{t}}{g}^{2}(B_{s})\hspace{0.1667em}ds\le t$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Hence, by the Burkholder–Davis–Gundy inequality, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_912"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathsf{E}\sup _{s\le t}|M_{s}|$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is integrable; in particular, <italic>M</italic> is a martingale. Finally, <italic>A</italic> is an increasing process and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_913"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$A_{t}\le t/2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Therefore, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_914"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$G(B)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a submartingale and, hence, so are the stopped processes <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_915"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><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:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$G{(B)}^{T}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_916"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><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:mrow><mml:mrow><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:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$G{(B)}^{T_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Note that, by construction, the process <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_917"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml: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:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${(B-B_{0})}^{T_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is bounded (by the sum of the lengths of <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_918"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$I_{k}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_919"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$k\le n$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>) for a fixed <italic>n</italic>. Hence, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_920"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo>∧</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:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" 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:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo>∧</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:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</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:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$G(B_{t\wedge T_{n}})\le {B_{t\wedge T_{n}}^{+}}\le {B_{0}^{+}}+\sup _{s\le T_{n}}|B_{s}-B_{0}|$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. We conclude that the submartingale <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_921"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><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:mrow><mml:mrow><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:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$G{(B)}^{T_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is uniformly integrable, hence, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_922"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo>∧</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: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">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</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">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$G(B_{t\wedge T_{n}})\le _{icx}G(B_{T_{n}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for any <italic>n</italic> and <italic>t</italic>. On the other hand, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_923"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</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">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><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:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${B_{T_{n}}^{+}}\le _{icx}{B_{T}^{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Combining, we get <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_924"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo>∧</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:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><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:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${[G(B_{t\wedge T_{n}})]}^{+}\le _{icx}{B_{T}^{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for any <italic>n</italic> and <italic>t</italic>. We can pass to the limit as <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_925"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\to \infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in this inequality, which shows that the family <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_926"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo>∧</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${[G(B_{t\wedge T})]}^{+}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_927"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$t\in \mathbb{R}_{+}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, is uniformly integrable. The claim follows.  □</p></statement><statement id="j_vmsta88_stat_053"><label>Remark 5.</label>
<p>It has been already mentioned in the proof of Theorem <xref rid="j_vmsta88_stat_015">5</xref> that the assumptions on <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_928"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <italic>μ</italic> in Theorem <xref rid="j_vmsta88_stat_051">11</xref> are equivalent to <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_929"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{0}\le _{icx}\mu $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></statement><statement id="j_vmsta88_stat_054"><label>Remark 6.</label>
<p>Let <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_930"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu _{0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <italic>μ</italic> satisfy the assumptions of Theorem <xref rid="j_vmsta88_stat_051">11</xref>. As a by-product, we have obtained the following classical characterization of increasing convex order: there exist random variables <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_931"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X_{0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <italic>X</italic> defined on the same probability space such that <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_932"><alternatives>
<mml:math><mml:mo movablelimits="false">Law</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\operatorname{Law}(X_{0})=\mu _{0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_933"><alternatives>
<mml:math><mml:mo movablelimits="false">Law</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\operatorname{Law}(X)=\mu $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and 
<disp-formula id="j_vmsta88_eq_108">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="sans-serif">E</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathsf{E}[X|X_{0}]\ge X_{0}\text{.}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Indeed, take <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_934"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X_{0}=B_{0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_935"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X=B_{T}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and use the uniform integrability of <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_936"><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">B</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">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><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[$({B_{T_{n}}^{+}})_{n\ge 1}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> to obtain the desired inequality.</p></statement>
</sec>
</body>
<back>
<ack id="j_vmsta88_ack_001">
<title>Acknowledgments</title>
<p>We thank three anonymous referees for constructive comments and remarks that helped improving the exposition.</p></ack>
<ref-list id="j_vmsta88_reflist_001">
<title>References</title>
<ref id="j_vmsta88_ref_001">
<label>[1]</label><mixed-citation publication-type="chapter"> <string-name><surname>Blackwell</surname>, <given-names>D.</given-names></string-name>: <chapter-title>Comparison of experiments</chapter-title>. In: <source>Proceedings of the Second Berkeley Symposium on Mathematical Statistics and Probability, 1950</source>, pp. <fpage>93</fpage>–<lpage>102</lpage>. <publisher-name>University of California Press, Berkeley and Los Angeles</publisher-name> (<year>1951</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0046002">MR0046002</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta88_ref_002">
<label>[2]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Blackwell</surname>, <given-names>D.</given-names></string-name>: <article-title>Equivalent comparisons of experiments</article-title>. <source>Ann. Math. Statistics</source> <volume>24</volume>, <fpage>265</fpage>–<lpage>272</lpage> (<year>1953</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0056251">MR0056251</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta88_ref_003">
<label>[3]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Carlier</surname>, <given-names>G.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Chernozhukov</surname>, <given-names>V.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Galichon</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>: <article-title>Vector quantile regression: An optimal transport approach</article-title>. <source>Ann. Statist.</source> <volume>44</volume>(<issue>3</issue>), <fpage>1165</fpage>–<lpage>1192</lpage> (<year>2016</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3485957">MR3485957</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1214/15-AOS1401" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1214/15-AOS1401</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta88_ref_004">
<label>[4]</label><mixed-citation publication-type="chapter"> <string-name><surname>Chacon</surname>, <given-names>R.V.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Walsh</surname>, <given-names>J.B.</given-names></string-name>: <chapter-title>One-dimensional potential embedding</chapter-title>. In: <source>Séminaire de Probabilités, X</source>. <series>Lecture Notes in Math.</series>, vol. <volume>511</volume>, pp. <fpage>19</fpage>–<lpage>23</lpage>. <publisher-name>Springer</publisher-name> (<year>1976</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0445598">MR0445598</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta88_ref_005">
<label>[5]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Chernozhukov</surname>, <given-names>V.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Galichon</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Hallin</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Henry</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>: <article-title>Monge–Kantorovich depth, quantiles, ranks and signs</article-title>. <source>Ann. Statist.</source> <volume>45</volume>(<issue>1</issue>), <fpage>223</fpage>–<lpage>256</lpage> (<year>2017</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3611491">MR3611491</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1214/16-AOS1450" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1214/16-AOS1450</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta88_ref_006">
<label>[6]</label><mixed-citation publication-type="chapter"> <string-name><surname>Cox</surname>, <given-names>A.M.G.</given-names></string-name>: <chapter-title>Extending Chacon-Walsh: minimality and generalised starting distributions</chapter-title>. In: <source>Séminaire de Probabilités XLI</source>. <series>Lecture Notes in Math.</series>, vol. <volume>1934</volume>, pp. <fpage>233</fpage>–<lpage>264</lpage>. <publisher-name>Springer</publisher-name> (<year>2008</year>). <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1007/978-3-540-77913-1_12" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1007/978-3-540-77913-1_12</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta88_ref_007">
<label>[7]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Cox</surname>, <given-names>A.M.G.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Hobson</surname>, <given-names>D.G.</given-names></string-name>: <article-title>Skorokhod embeddings, minimality and non-centred target distributions</article-title>. <source>Probab. Theory Related Fields</source> <volume>135</volume>(<issue>3</issue>), <fpage>395</fpage>–<lpage>414</lpage> (<year>2006</year>). <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1007/s00440-005-0467-y" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1007/s00440-005-0467-y</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta88_ref_008">
<label>[8]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Embrechts</surname>, <given-names>P.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Hofert</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>: <article-title>A note on generalized inverses</article-title>. <source>Math. Methods Oper. Res.</source> <volume>77</volume>(<issue>3</issue>), <fpage>423</fpage>–<lpage>432</lpage> (<year>2013</year>). <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1007/s00186-013-0436-7" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1007/s00186-013-0436-7</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta88_ref_009">
<label>[9]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Faugeras</surname>, <given-names>O.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Rüschendorf</surname>, <given-names>L.</given-names></string-name>: <article-title>Markov morphisms: a combined copula and mass transportation approach to multivariate quantiles</article-title>. <source>Mathematica Applicanda</source> <volume>45</volume>(<issue>1</issue>), <fpage>21</fpage>–<lpage>63</lpage> (<year>2017</year>)</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta88_ref_010">
<label>[10]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Feller</surname>, <given-names>W.</given-names></string-name>: <source>An Introduction to Probability Theory and Its Applications. Vol. II</source>. <edition>Second edition</edition>. <publisher-name>John Wiley &amp; Sons, Inc.</publisher-name>, <publisher-loc>New York-London-Sydney</publisher-loc> (<year>1971</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0270403">MR0270403</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta88_ref_011">
<label>[11]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Föllmer</surname>, <given-names>H.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Schied</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>: <source>Stochastic Finance: An Introduction in Discrete Time</source>, <edition>4</edition>th edn. <publisher-name>Walter de Gruyter &amp; Co.</publisher-name>, <publisher-loc>Berlin</publisher-loc> (<year>2016</year>)</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta88_ref_012">
<label>[12]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Gushchin</surname>, <given-names>A.A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Urusov</surname>, <given-names>M.A.</given-names></string-name>: <article-title>Processes that can be embedded in a geometric Brownian motion</article-title>. <source>Theory of Probability &amp; Its Applications</source> <volume>60</volume>(<issue>2</issue>), <fpage>246</fpage>–<lpage>262</lpage> (<year>2016</year>). <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1137/S0040585X97T987594" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1137/S0040585X97T987594</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta88_ref_013">
<label>[13]</label><mixed-citation publication-type="other"> <string-name><surname>Hallin</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>: On distribution and quantile functions, ranks and signs in <inline-formula id="j_vmsta88_ineq_937"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathbb{R}}^{d}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. ECARES Working Paper 2017-34 (2017)</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta88_ref_014">
<label>[14]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Hardy</surname>, <given-names>G.H.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Littlewood</surname>, <given-names>J.E.</given-names></string-name>: <article-title>A maximal theorem with function-theoretic applications</article-title>. <source>Acta Math.</source> <volume>54</volume>(<issue>1</issue>), <fpage>81</fpage>–<lpage>116</lpage> (<year>1930</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1555303">MR1555303</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1007/BF02547518" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1007/BF02547518</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta88_ref_015">
<label>[15]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Le Cam</surname>, <given-names>L.</given-names></string-name>: <source>Asymptotic Methods in Statistical Decision Theory</source>. <publisher-name>Springer</publisher-name> (<year>1986</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0856411">MR0856411</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1007/978-1-4612-4946-7" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1007/978-1-4612-4946-7</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta88_ref_016">
<label>[16]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Lehmann</surname>, <given-names>E.L.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Romano</surname>, <given-names>J.P.</given-names></string-name>: <source>Testing Statistical Hypotheses</source>, <edition>3</edition>rd edn. <publisher-name>Springer</publisher-name> (<year>2005</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2135927">MR2135927</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta88_ref_017">
<label>[17]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Leskelä</surname>, <given-names>L.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Vihola</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>: <article-title>Stochastic order characterization of uniform integrability and tightness.</article-title> <source>Stat. Probab. Lett.</source> <volume>83</volume>(<issue>1</issue>), <fpage>382</fpage>–<lpage>389</lpage> (<year>2013</year>). <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.spl.2012.09.023" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1016/j.spl.2012.09.023</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta88_ref_018">
<label>[18]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>McCann</surname>, <given-names>R.J.</given-names></string-name>: <article-title>Existence and uniqueness of monotone measure-preserving maps</article-title>. <source>Duke Math. J.</source> <volume>80</volume>(<issue>2</issue>), <fpage>309</fpage>–<lpage>323</lpage> (<year>1995</year>). <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1215/S0012-7094-95-08013-2" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1215/S0012-7094-95-08013-2</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta88_ref_019">
<label>[19]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Müller</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>: <article-title>Orderings of risks: A comparative study via stop-loss transforms</article-title>. <source>Insurance: Mathematics and Economics</source> <volume>17</volume>(<issue>3</issue>), <fpage>215</fpage>–<lpage>222</lpage> (<year>1996</year>). <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1016/0167-6687(96)90002-5" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1016/0167-6687(96)90002-5</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta88_ref_020">
<label>[20]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Müller</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Stoyan</surname>, <given-names>D.</given-names></string-name>: <source>Comparison Methods for Stochastic Models and Risks</source>. <publisher-name>John Wiley &amp; Sons, Ltd., Chichester</publisher-name> (<year>2002</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1889865">MR1889865</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta88_ref_021">
<label>[21]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Ogryczak</surname>, <given-names>W.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Ruszczyński</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>: <article-title>Dual stochastic dominance and related mean-risk models</article-title>. <source>SIAM J. Optim.</source> <volume>13</volume>(<issue>1</issue>), <fpage>60</fpage>–<lpage>78</lpage> (<year>2002</year>). <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1137/S1052623400375075" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1137/S1052623400375075</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta88_ref_022">
<label>[22]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Rockafellar</surname>, <given-names>R.T.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Uryasev</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>: <article-title>Optimization of conditional value-at-risk</article-title>. <source>Journal of Risk</source> <volume>2</volume>, <fpage>21</fpage>–<lpage>42</lpage> (<year>2000</year>)</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta88_ref_023">
<label>[23]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Rockafellar</surname>, <given-names>R.T.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Uryasev</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>: <article-title>Conditional value-at-risk for general loss distributions</article-title>. <source>Journal of Banking &amp; Finance</source> <volume>26</volume>(<issue>7</issue>), <fpage>1443</fpage>–<lpage>1471</lpage> (<year>2002</year>)</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta88_ref_024">
<label>[24]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Rüschendorf</surname>, <given-names>L.</given-names></string-name>: <source>Mathematical Risk Analysis: Dependence, Risk Bounds, Optimal Allocations and Portfolios</source>. <publisher-name>Springer</publisher-name> (<year>2013</year>). <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1007/978-3-642-33590-7" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1007/978-3-642-33590-7</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta88_ref_025">
<label>[25]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Shiryaev</surname>, <given-names>A.N.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Spokoiny</surname>, <given-names>V.G.</given-names></string-name>: <source>Statistical Experiments and Decisions: Asymptotic Theory</source>. <publisher-name>World Scientific Publishing Co., Inc., River Edge, NJ</publisher-name> (<year>2000</year>). <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1142/9789812779243" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1142/9789812779243</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta88_ref_026">
<label>[26]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Skorokhod</surname>, <given-names>A.V.</given-names></string-name>: <source>Studies in the Theory of Random Processes</source>. <publisher-name>Addison-Wesley Publishing Co., Inc., Reading, Mass.</publisher-name> (<year>1965</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0185620">MR0185620</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta88_ref_027">
<label>[27]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Strasser</surname>, <given-names>H.</given-names></string-name>: <source>Mathematical Theory of Statistics: Statistical Experiments and Asymptotic Decision Theory</source>. <publisher-name>Walter de Gruyter &amp; Co., Berlin</publisher-name> (<year>1985</year>). <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1515/9783110850826" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1515/9783110850826</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta88_ref_028">
<label>[28]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Torgersen</surname>, <given-names>E.</given-names></string-name>: <source>Comparison of Statistical Experiments</source>. <publisher-name>Cambridge University Press, Cambridge</publisher-name> (<year>1991</year>). <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1017/CBO9780511666353" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1017/CBO9780511666353</ext-link></mixed-citation>
</ref>
</ref-list>
</back>
</article>