<?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">VMSTA138</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.15559/19-VMSTA138</article-id>
<article-categories><subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Research Article</subject></subj-group></article-categories>
<title-group>
<article-title>On estimation of expectation of simultaneous renewal time of time-inhomogeneous Markov chains using dominating sequence</article-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Golomoziy</surname><given-names>Vitaliy</given-names></name><email xlink:href="mailto:vitaliy.golomoziy@gmail.com">vitaliy.golomoziy@gmail.com</email><xref ref-type="aff" rid="j_vmsta138_aff_001"/>
</contrib>
<aff id="j_vmsta138_aff_001"><institution>Taras Shevchenko National University of Kyiv</institution>, Faculty of Mechanics and Mathematics, Department of Probability Theory, Statistics and Actuarial Mathematics, 60 Volodymyrska Street, City of Kyiv, <country>Ukraine</country>, 01033</aff>
</contrib-group>
<pub-date pub-type="ppub"><year>2019</year></pub-date>
<pub-date pub-type="epub"><day>14</day><month>10</month><year>2019</year></pub-date><volume>6</volume><issue>3</issue><fpage>333</fpage><lpage>343</lpage>
<history>
<date date-type="received"><day>16</day><month>3</month><year>2019</year></date>
<date date-type="rev-recd"><day>14</day><month>8</month><year>2019</year></date>
<date date-type="accepted"><day>14</day><month>8</month><year>2019</year></date>
</history>
<permissions><copyright-statement>© 2019 The Author(s). Published by VTeX</copyright-statement><copyright-year>2019</copyright-year>
<license license-type="open-access" xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
<license-p>Open access article under the <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">CC BY</ext-link> license.</license-p></license></permissions>
<abstract>
<p>The main subject of the study in this paper is the simultaneous renewal time for two time-inhomogeneous Markov chains which start with arbitrary initial distributions. By a simultaneous renewal we mean the first time of joint hitting the specific set <italic>C</italic> by both processes. Under the condition of existence a dominating sequence for both renewal sequences generated by the chains and non-lattice condition for renewal probabilities an upper bound for the expectation of the simultaneous renewal time is obtained.</p>
</abstract>
<kwd-group>
<label>Keywords</label>
<kwd>Coupling</kwd>
<kwd>renewal theory</kwd>
<kwd>Markov chain</kwd>
<kwd>random walk</kwd>
</kwd-group>
<kwd-group kwd-group-type="MSC2010">
<label>2010 MSC</label>
<kwd>60J10</kwd>
<kwd>60K05</kwd>
</kwd-group>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="j_vmsta138_s_001">
<label>1</label>
<title>Introduction</title>
<sec id="j_vmsta138_s_002">
<label>1.1</label>
<title>Overview</title>
<p>In this paper, we are focused on studying a simultaneous renewal time for two time-inhomogeneous, discrete-time Markov chains on a general state space. By simultaneous renewal we mean visiting some set <italic>C</italic> by both chains at the same time.</p>
<p>While general renewal theory is well developed, properties of the renewal sequences generated by time-inhomogeneous Markov chains are not studied so seriously. The literature available for this topic is scant. Some generalizations of the general homogeneous theory could be found, for example, in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta138_ref_021">21</xref>] or [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta138_ref_023">23</xref>]. At the same time, the problem under consideration is important from both theoretical and practical perspectives. Some of the existing results can be found in the paper [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta138_ref_008">8</xref>], dedicated to investigating continuous-time renewal processes generated by a sequence of independent but not necessary identically distributed random variables. The paper shows that a general renewal equation is solvable using numerical methods and demonstrates an application of this result in actuarial science. Another paper related to the renewal theory (of geometrically ergodic time-homogeneous Markov chains) is [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta138_ref_002">2</xref>].</p>
<p>Simultaneous renewal plays an essential role in investigation of the stability of Markov chains, particularly in the time-inhomogeneous case. In the papers [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta138_ref_009">9</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta138_ref_010">10</xref>] a particular coupling construction has been introduced to derive a stability estimate. A key point of the whole stability research is to construct a stochastic dominating sequence for a series of coupling times and estimate the coupling time expectation using that sequence. Later, the stability estimates obtained in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta138_ref_017">17</xref>] were applied to the widow pension actuarial model which allows calculating variables related to this actuarial schema, such as net-premiums and others. In the papers [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta138_ref_015">15</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta138_ref_016">16</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta138_ref_019">19</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta138_ref_020">20</xref>] stability estimates are obtained for discrete-space Markov chains in both time-homogeneous and time-inhomogeneous case using the so-called Maximal Coupling technique.</p>
<p>Estimates for the expectation of a simultaneous renewal time obtained in this paper and stability estimates derived from them have many practical applications. In particular, we may point out applications in the actuarial mathematics similar to the widow pension mentioned above. Other examples could be: obtaining premium in actuarial models that are represented by a perturbed Markov chain, such as seasonal factors. Another area of application is the queuing theory. Markov chains stability results enable us to study non-homogeneous qeuing models or models affected by some small non-homogeneous perturbation.</p>
<p>There are many works related to stability estimates which use coupling methods. For example stability estimates for different versions of the same time-homogeneous chain started with different initial distributions, using standard coupling technique could be found in the papers [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta138_ref_004">4</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta138_ref_005">5</xref>]. In [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta138_ref_010">10</xref>] we have extended results from [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta138_ref_004">4</xref>] and [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta138_ref_005">5</xref>] to the stability of two different (but close in some sense) time-inhomogeneous Markov chains by introducing a modified coupling technique which allows chains to couple and de-couple. Such construction leads us to the necessity of investigating properties of the renewal proceses generated by time-inhomogeneous Markov chains. Many works of other authors are using similar coupling techniques to obtain stability estimates or convergence rates, see for example [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta138_ref_001">1</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta138_ref_007">7</xref>] where subgeometrical Markov chains are studied.</p>
<p>Simultaneous renewal has been studied in other works as well. In the article [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta138_ref_018">18</xref>] an estimate for a coupling moment (what we call simultaneous renewal in the present article) for time-homogeneous processes was obtained under the existence condition of the second moment of the renewal sequence. The critical feature of the proof there was the Daley inequality (see [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta138_ref_003">3</xref>]) which gives an estimate for average time of the excess of a renewal process in the homogeneous case. Later, in the paper [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta138_ref_013">13</xref>] the Daley inequality was extended to the time-inhomogeneous case which allows obtaining an estimate for simultaneous renewal in the case of a square-integrable dominating sequence for a time-inhomogeneous process (see [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta138_ref_012">12</xref>]). This estimate involves the second moment of the domination sequence, and in the present paper, we relax that condition and only require the existence of the first moment. We will compare the results of the present paper and [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta138_ref_012">12</xref>].</p>
<p>In the paper [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta138_ref_014">14</xref>] there is a theorem that shows finiteness of the expectation of the simultaneous renewal time but a computable estimate is not available. There are also examples of how to check the non-lattice regularity condition for a renewal sequence which is involved in all the results related to the time-inhomogeneous case.</p>
<p>We also ask the reader to pay attention to the classical books [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta138_ref_022">22</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta138_ref_024">24</xref>], devoted to the coupling method.</p>
<p>This paper consists of 4 sections. Section <xref rid="j_vmsta138_s_001">1</xref> contains introduction and main definitions.</p>
<p>The main result is stated in Section <xref rid="j_vmsta138_s_004">2</xref>. It also includes a detailed explanation of the conditions of the main theorem.</p>
<p>An example of an application of the main result concerning a birth-death process can be found in Section <xref rid="j_vmsta138_s_005">3</xref>.</p>
<p>Section <xref rid="j_vmsta138_s_006">4</xref> is just the conclusion.</p>
</sec>
<sec id="j_vmsta138_s_003">
<label>1.2</label>
<title>Definitions and notations</title>
<p>The main object of the study is a pair of time-inhomogeneous, independent, discrete time Markov chains defined on the probability space <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_001"><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="fraktur">F</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(\varOmega ,\mathfrak{F},\mathbb{P})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, with the values in the general state space <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_002"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>ℰ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(E,ℰ)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. We will denote these chains as <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_003"><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 mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{n}^{(1)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_004"><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 mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{n}^{(2)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_005"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, respectively.</p>
<p>We will use the following notation for the one-step transition probabilities 
<disp-formula id="j_vmsta138_eq_001">
<label>(1)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right"><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"><mml:mtable equalrows="false" equalcolumns="false" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">t</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">,</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="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {P_{lt}}(x,A)=\mathbb{P}\big\{{X_{t+1}^{(l)}}\in A|{X_{t}^{(l)}}=x\big\},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
for any <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_006"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in E$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_007"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$l\in \{1,2\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and any <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_008"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi>ℰ</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$A\in ℰ$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Our primary goal is to obtain an upper bound for the expectation of simultaneous hitting a given set <italic>C</italic> by both chains. An application usually dictates Applications usually dictate the choice of the set C. For a discrete state space consisting of integers the very typical choice is <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_009"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$C=\{0\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, although this is not a single possible choice. Moreover, we do not assume that the set <italic>C</italic> consists of a single element. We will also allow arbitrary initial conditions for the chains, and assume that each chain has a finite expectation for a first time hitting the set <italic>C</italic> for a given initial state.</p>
<p>We will continue to use the definitions and notations originated in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta138_ref_014">14</xref>] and [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta138_ref_012">12</xref>].</p>
<p>Define the renewal intervals 
<disp-formula id="j_vmsta138_eq_002">
<label>(2)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right"><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"><mml:mtable equalrows="false" equalcolumns="false" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">inf</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</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 class="array"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">inf</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \begin{array}{c}{\theta _{0}^{(l)}}=\inf \big\{t\ge 0,{X_{t}^{(l)}}\in C\big\},\\ {} {\theta _{n}^{(l)}}=\inf \big\{t>{\theta _{n-1}^{(l)}},{X_{t}^{(l)}}\in C\big\}-{\theta _{n-1}^{(l)}},\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_010"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$l\in \{1,2\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_011"><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>, and renewal times 
<disp-formula id="j_vmsta138_eq_003">
<label>(3)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right"><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\tau _{n}^{(l)}}={\sum \limits_{k=0}^{n}}{\theta _{k}^{(l)}},\hspace{1em}l\in \{1,2\},\hspace{2.5pt}n\ge 0.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>Then, for each <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_012"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in C$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we can define the renewal probabilities 
<disp-formula id="j_vmsta138_eq_004">
<label>(4)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {g_{n}^{(t,l)}}(x)=\mathbb{P}\big\{{\theta _{k}^{(l)}}=n|{\tau _{k-1}^{(l)}}=t,{X_{t}^{(l)}}=x\big\},\hspace{1em}l\in \{1,2\},\hspace{2.5pt}n\ge 1,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and the sequence 
<disp-formula id="j_vmsta138_eq_005">
<label>(5)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">n</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[\[ {g_{n}^{(t,l)}}=\underset{x\in C}{\sup }{g_{n}^{(t,l)}}(x),\hspace{1em}n\ge 1.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>We will also need a notation for sums of <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_013"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${g_{n}^{(t,l)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>: 
<disp-formula id="j_vmsta138_eq_006">
<label>(6)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {G_{n}^{(t,l)}}=\sum \limits_{k>n}{g_{k}^{(t,l)}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<inline-formula id="j_vmsta138_ineq_014"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${G_{n}^{(t,l)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> can be interpreted as an estimate for the probability that renewal has not happened up to the time <italic>n</italic>.</p>
<p>The time of the simultaneous hitting the set <italic>C</italic> is defined as 
<disp-formula id="j_vmsta138_eq_007">
<label>(7)</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 movablelimits="false">inf</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>:</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mo>∃</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ T=\inf \big\{t>0:\hspace{2.5pt}\exists m,n,\hspace{2.5pt}t={\tau _{m}^{(1)}}={\tau _{n}^{(2)}}\big\}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
</sec>
</sec>
<sec id="j_vmsta138_s_004">
<label>2</label>
<title>Main result</title>
<p>First, we introduce a condition that guarantees finiteness of the expectation of the renewal times for both chains. In this paper, we use a dominating sequence for this purpose.</p>
<p><italic>Condition A</italic></p>
<p>There is a non-increasing sequence <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_015"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${G_{n}},\hspace{2.5pt}n\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, such that: 
<disp-formula id="j_vmsta138_eq_008">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">G</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">m</mml:mi><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[\[\begin{array}{l}\displaystyle {G_{n}^{(t,l)}}\le {G_{n}},\\ {} \displaystyle \sum \limits_{n\ge 0}{G_{n}}=m<\infty .\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>To make the further reasoning simpler, we allow the index <italic>n</italic> in <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_016"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${G_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> to be negative. In this case we assume: <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_017"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${G_{n}}={G_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_018"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n<0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>We do not require this dominating sequence to be probabilistic and allow <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_019"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${G_{0}}\ge 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Condition A will enable us to ascertain that both chains <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_020"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X^{(1)}},{X^{(2)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> will have a finite expectation of the renewal time, which is a necessary condition for having a finite expectation of simultaneous renewal.</p>
<p>Opposing the paper [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta138_ref_012">12</xref>] we do not require the existence of the second moment for a dominating sequence.</p>
<p>Next, we need some regularity condition on <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_021"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${u_{n}^{(t,l)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> which guarantees its separation from 0.</p>
<p><italic>Condition B</italic></p>
<p>There is a constant <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_022"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\gamma >0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and a number <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_023"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${n_{0}}\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, such that for all <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_024"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$t\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_025"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$l\in \{1,2\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_026"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\ge {n_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> 
<disp-formula id="j_vmsta138_eq_009">
<label>(8)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" 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:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo 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 mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathbb{P}\big\{{X_{n+t}^{(l)}}\in C|{X_{n}^{(l)}}\in C\big\}\ge \gamma .\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>It is essential that such condition also guarantees certain “regularity” and non-periodicity of a chain. The periodic chains do not satisfy it.</p>
<p>There are various results which allow checking the condition (A) practically. See, for example [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta138_ref_011">11</xref>], Theorems 4.1, 4.2, 4.3. We will use some of them later.</p>
<p>Before we state the main theorem, we should introduce some definitions, which are used in the proof, and the auxiliary lemma.</p>
<p>The notations below are the same as in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta138_ref_012">12</xref>]: 
<disp-formula id="j_vmsta138_eq_010">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">min</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>:</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml: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">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">min</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mtext>or</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{l}\displaystyle {\nu _{0}}:=\min \big\{j\ge 1:{\tau _{j}^{1}}>{n_{0}}\big\},\\ {} \displaystyle {B_{0}}:={\tau _{{\nu _{0}}}^{1}},\\ {} \displaystyle {\nu _{1}}:=\min \big\{j\ge {\nu _{0}}:{\tau _{j}^{2}}-{\tau _{{\nu _{0}}}^{1}}>{n_{0}},\hspace{2.5pt}\text{or}\hspace{2.5pt}{\tau _{j}^{2}}-{\tau _{{\nu _{0}}}^{1}}=0\big\},\\ {} \displaystyle {B_{1}}:={\tau _{{\nu _{1}}}^{2}}-{\tau _{{\nu _{0}}}^{1}},\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and further on, 
<disp-formula id="j_vmsta138_eq_011">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">min</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mtext>or</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">min</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mtext>or</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{l}\displaystyle {\nu _{2m}}:=\min \big\{j\ge {\nu _{2m-1}}:\hspace{2.5pt}{\tau _{j}^{1}}-{\tau _{{\nu _{2m-1}}}^{2}}>{n_{0}},\hspace{2.5pt}\text{or}\hspace{2.5pt}{\tau _{j}^{1}}-{\tau _{{\nu _{2m-1}}}^{2}}=0\big\},\\ {} \displaystyle {B_{2m}}:={\tau _{{\nu _{2m}}}^{1}}-{\tau _{{\nu _{2m-1}}}^{2}},\\ {} \displaystyle {\nu _{2m+1}}:=\min \{j\ge {\nu _{2m}}:\hspace{2.5pt}{\tau _{j}^{2}}-{\tau _{{\nu _{2m}}}^{1}}>{n_{0}}\hspace{0.1667em},\hspace{2.5pt}\text{or}\hspace{2.5pt}{\tau _{j}^{2}}-{\tau _{{\nu _{2m}}=0}^{1}},\\ {} \displaystyle {B_{2m+1}}:={\tau _{{\nu _{2m+1}}}^{2}}-{\tau _{{\nu _{2m}}}^{1}}.\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>We will call <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_027"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\nu _{k}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> renewal trials. Let’s define <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_028"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">min</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</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">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\tau =\min \{n\ge 1:{B_{n}}=0\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and put <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_029"><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:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${B_{t}}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, if <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_030"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$t\ge \tau $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>For ease of use, we will introduce the variable 
<disp-formula id="j_vmsta138_eq_012">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {S_{n}}={\sum \limits_{k=0}^{n}}{B_{k}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Note, that <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_031"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${S_{2n}}={\tau _{{\nu _{2n}}}^{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_032"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><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:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><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:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${S_{2n+1}}={\tau _{{\nu _{2n+1}}}^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, however, the use of the variable <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_033"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${S_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> makes the text much more readable. <statement id="j_vmsta138_stat_001"><label>Theorem 1.</label>
<p><italic>Assume that chains</italic> <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_034"><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 mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$({X_{n}^{(l)}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_035"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$l\in \{1,2\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, start with some initial distributions</italic> <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_036"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\lambda _{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_037"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\lambda _{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and that expectations of the first time each process hits the set C are finite. Denote them as</italic> <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_038"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</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:math>
<tex-math><![CDATA[${m_{1}}({\lambda _{1}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_039"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</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[${m_{2}}({\lambda _{2}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>respectively. Assume also, that conditions (A) and (B) introduced above hold true. In this case, there exists a dominating sequence</italic> <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_040"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\hat{S}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>for the simultaneous renewal time T:</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta138_eq_013">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathbb{P}(T>n)\le {\hat{S}_{n}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>such that</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta138_eq_014">
<label>(9)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" 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:munder><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</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:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" 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">γ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathbb{E}[T]\le \sum \limits_{n\ge 0}{\hat{S}_{n}}\le {m_{1}}({\lambda _{1}})+{m_{2}}({\lambda _{2}})+({n_{0}}{G_{0}}+m)(1+\gamma )/\gamma .\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement><statement id="j_vmsta138_stat_002"><label>Proof.</label>
<p>First, we assume that <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_041"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\theta _{0}^{(2)}}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, which means that the second chain starts from the set <italic>C</italic>.</p>
<p>Next, the upper bound for <italic>T</italic> was introduced in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta138_ref_012">12</xref>] (it trivially follows from definitions): 
<disp-formula id="j_vmsta138_eq_015">
<label>(10)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mn mathvariant="double-struck">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ T\le {\theta _{0}^{(1)}}+{\sum \limits_{n=0}^{\tau }}{B_{n}}={\theta _{0}^{(1)}}+\sum \limits_{n\ge 0}{B_{n}}{\mathbb{1}_{\tau >n}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>We introduce the variable 
<disp-formula id="j_vmsta138_eq_016">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {T^{\prime }}={\sum \limits_{n=0}^{\tau }}{B_{n}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Then <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_042"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\theta _{0}^{(1)}}+{T^{\prime }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is pointwise bigger than <italic>T</italic>, and so it stochastically dominates <italic>T</italic>.</p>
<p>So we will focus on building a dominating sequence for <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_043"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${T^{\prime }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and estimating its expectation.</p>
<p>Let us consider 
<disp-formula id="j_vmsta138_eq_017">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</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[\[ \mathbb{P}\big\{{T^{\prime }}>n\big\}={\sum \limits_{k=0}^{n}}\mathbb{P}\{{S_{k}}\le n<{S_{k+1}}\}={\sum \limits_{k=0}^{n}}{\sum \limits_{j=k}^{n}}\mathbb{P}\{{S_{k}}=j,{B_{k+1}}>n-j\}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Note that some terms are equal to 0 in the latter sum because each renewal trial takes at least <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_044"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${n_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> steps, but this fact does not affect our reasoning.</p>
<p>Lemma <xref rid="j_vmsta138_stat_003">1</xref> gives us the inequality 
<disp-formula id="j_vmsta138_eq_018">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathbb{P}\{{S_{k}}=j,{B_{k+1}}>n-j\}\le \mathbb{P}\{{S_{k}}=j,\tau \ge k\}{G_{n-j-{n_{0}}}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
which allows us to build the upper bound for <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_045"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{P}\{{T^{\prime }}>n\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>: 
<disp-formula id="j_vmsta138_eq_019">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:mspace width="1em"/><mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}& \mathbb{P}\big\{{T^{\prime }}>n\big\}\le {\sum \limits_{k=0}^{n}}{\sum \limits_{j=k}^{n}}\mathbb{P}\{{S_{k}}=j,\tau \ge k\}{G_{n-j-{n_{0}}}}\\ {} & \hspace{1em}={\sum \limits_{j=0}^{n}}{G_{n-j-{n_{0}}}}{\sum \limits_{k=0}^{j}}P({S_{k}}=j,\tau \ge k).\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
So we can put 
<disp-formula id="j_vmsta138_eq_020">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></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>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\hat{S}^{\prime }_{n}}={\sum \limits_{j=0}^{n}}{G_{n-j-{n_{0}}}}{\sum \limits_{k=0}^{j}}P({S_{k}}=j,\tau \ge k),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and so the dominating sequence for <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_046"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{P}\{{T^{\prime }}>n\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is built.</p>
<p>Let’s now estimate its expectation: 
<disp-formula id="j_vmsta138_eq_021">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</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:mtd><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:munder><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:munder><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:munder><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">(</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo><mml:mo>×</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:munder><mml:munder><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:munder><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</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[\[\begin{aligned}{}\mathbb{E}\big[{T^{\prime }}\big]& =\sum \limits_{n\ge 0}\mathbb{P}\big\{{T^{\prime }}>n\big\}\le \sum \limits_{n\ge 0}{\hat{S}^{\prime }_{n}}\\ {} & =\sum \limits_{n\ge 0}\Bigg({\sum \limits_{j=0}^{n}}{G_{n-j-{n_{0}}}}{\sum \limits_{k=0}^{j}}P({S_{k}}=j,\tau \ge k)\Bigg)\\ {} & =\bigg(\sum \limits_{n\ge 0}{G_{n-{n_{0}}}}\bigg)\times \bigg(\sum \limits_{n\ge 0}\sum \limits_{k\ge n}\mathbb{P}\{{S_{n}}=k,\tau \ge n\}\bigg)\\ {} & =({n_{0}}{G_{0}}+m)\sum \limits_{n\ge 0}\mathbb{P}\{\tau \ge n\}.\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>Lemma 8.5 from [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta138_ref_012">12</xref>] gives us the inequality 
<disp-formula id="j_vmsta138_eq_022">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><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">γ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathbb{P}\{\tau >n\}\le {(1-\gamma )^{n}}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
which yields 
<disp-formula id="j_vmsta138_eq_023">
<label>(11)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</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:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" 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">γ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathbb{E}\big[{T^{\prime }}\big]\le ({n_{0}}{G_{0}}+m)(1+1/\gamma )=({n_{0}}{G_{0}}+m)(1+\gamma )/\gamma .\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>Now, we have to get rid of the assumption <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_047"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\theta _{0}^{(2)}}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Following the same calculations as in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta138_ref_014">14</xref>] after formula (<xref rid="j_vmsta138_eq_042">20</xref>) we may estimate <italic>T</italic>: 
<disp-formula id="j_vmsta138_eq_024">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ T\le {\theta _{0}^{(1)}}+{\theta _{0}^{(2)}}+{T^{\prime }},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
which entails the existence of a dominating sequence <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_048"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\hat{S}_{n}}\ge \mathbb{P}\{T>n\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and the estimate 
<disp-formula id="j_vmsta138_eq_025">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" 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:munder><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</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:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" 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">γ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathbb{E}[T]\le \sum \limits_{n\ge 0}{\hat{S}_{n}}\le {m_{1}}({\lambda _{1}})+{m_{2}}({\lambda _{2}})+({n_{0}}{G_{0}}+m)(1+\gamma )/\gamma .\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
 □</p></statement><statement id="j_vmsta138_stat_003"><label>Lemma 1.</label>
<p><italic>Assume that the chain</italic> <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_049"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X^{(2)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>starts from</italic> <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_050"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in C$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. Then, for all</italic> <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_051"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$k,j,t\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>the following inequality holds true:</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta138_eq_026">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><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">G</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">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathbb{P}\{{S_{k}}=j,{B_{k+1}}>t\}\le P({S_{k}}=j,\tau \ge k){G_{t-{n_{0}}}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement><statement id="j_vmsta138_stat_004"><label>Proof.</label>
<p>We start with the assumption that <italic>k</italic> is even. We can write then: 
<disp-formula id="j_vmsta138_eq_027">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">∉</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo 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[\[ \mathbb{P}\{{S_{k}}=j,{B_{k+1}}>t\}=\mathbb{P}\big\{{S_{k}}=j,{X_{n}^{(2)}}\notin C,n\in \{j,j+{n_{0}},\dots ,j+t\}\big\}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Let’s denote as <italic>η</italic> the last renewal of the chain <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_052"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X^{(2)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> before the time <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_053"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$j+{n_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. By the construction of the sequence <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_054"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${B_{k}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, 
<disp-formula id="j_vmsta138_eq_028">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</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">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \eta \ge {S_{k}}-{B_{k}}={S_{k-1}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Indeed, if <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_055"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$k>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, this means that <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_056"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</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">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${S_{k-1}}={S_{k}}-{B_{k}}>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a renewal time for the chain <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_057"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X^{(2)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. If <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_058"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$k=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then we should put <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_059"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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">S</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:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${S_{-1}}={S_{0}}-{B_{0}}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, but the chain <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_060"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X^{(2)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has started in <italic>C</italic>, so <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_061"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\eta >0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> by the condition of the lemma. So by construction, we have: 
<disp-formula id="j_vmsta138_eq_029">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</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">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {S_{k}}-{B_{k}}\le \eta <j+{n_{0}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Let us denote the sets 
<disp-formula id="j_vmsta138_eq_030">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</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">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</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">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">∉</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo 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">l</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {A_{l}}(s,t)=\big\{{X_{m}^{(l)}}\notin C,m\in \{s,\dots ,t\}\big\},\hspace{1em}l\in \{1,2\},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and inspect the sample path of the chain <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_062"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X^{(2)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> after the moment <italic>η</italic>: 
<disp-formula id="j_vmsta138_eq_031">
<label>(12)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">∉</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</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 fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" 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">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:mspace width="2em"/><mml:mspace width="2em"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</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 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[\[\begin{aligned}{}\mathbb{P}\{{S_{k}}=j,{B_{k+1}}>t\}& =\mathbb{P}\big\{{S_{k}}=j,{X_{j}^{(2)}}\notin C,{A_{2}}(j+{n_{0}},j+t)\big\}\\ {} & =\sum \limits_{u,v}\mathbb{P}\big\{{S_{k-1}}=u,\tau \ge k,{A_{1}}(u+{n_{0}},j-1),\\ {} & \hspace{2em}\hspace{2em}{X_{j}^{(1)}}\in C,{X_{v}^{(2)}}\in C,{A_{2}}(v+1,j+t)\big\},\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_063"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$u<j$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_064"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$v\ge u$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a value of <italic>η</italic>. Note that 
<disp-formula id="j_vmsta138_eq_032">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">∉</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>−</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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</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[\[ \big\{{S_{k-1}}=u,{X_{u}^{(1)}}\notin C\big\}=\{{S_{k-1}}=u,\tau >k-1\}=\{{S_{k-1}}=u,\tau \ge k\}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Let us recall that the chains <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_065"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X^{(1)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_066"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X^{(2)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are independent and so we can split the probability in the formula (<xref rid="j_vmsta138_eq_031">12</xref>) into the product: 
<disp-formula id="j_vmsta138_eq_033">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" 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">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</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 fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:mspace width="1em"/><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">E</mml:mi><mml:mo>×</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" 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">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><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">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:mspace width="2em"/><mml:mo>×</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" 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">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</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 stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:mspace width="1em"/><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">E</mml:mi><mml:mo>×</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" 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">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><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">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:mspace width="2em"/><mml:mo>×</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" 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">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</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 stretchy="false">|</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}& \mathbb{P}\big\{{S_{k-1}}=u,\tau \ge k,{A_{1}}(u+{n_{0}},j-1),{X_{j}^{(1)}}\in C,{X_{v}^{(2)}}\in C,\hspace{2.5pt}{A_{2}}(v+1,j+t)\big\}\\ {} & \hspace{1em}={\int _{E\times C}}\mathbb{P}\big\{{S_{k-1}}=u,{A_{1}}(u+{n_{0}},v),\big({X_{v}^{(1)}},{X_{v}^{(2)}}\big)=(dx,dy)\big\}\\ {} & \hspace{2em}\times \mathbb{P}\big\{{A_{1}}(v+1,j-1),{X_{j}^{(1)}}\in C,{A_{2}}(v+1,j+t)|\big({X_{v}^{(1)}},{X_{v}^{(2)}}\big)=(x,y)\big\}\\ {} & \hspace{1em}={\int _{E\times C}}\mathbb{P}\big\{{S_{k-1}}=u,\tau \ge k,{A_{1}}(u+{n_{0}},v),\big({X_{v}^{(1)}},{X_{v}^{(2)}}\big)=(dx,dy)\big\}\\ {} & \hspace{2em}\times \mathbb{P}\big\{{A_{1}}(v+1,j-1),{X_{j}^{(1)}}\in C|{X_{v}^{(1)}}=x\big\}\mathbb{P}\big\{{A_{2}}(v+1,j+t)|{X_{v}^{(2)}}=y\big\}.\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
But <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_067"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</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 stretchy="false">|</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{P}\{{A_{2}}(v+1,j+t)|{X_{v}^{(2)}}=y\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_068"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$y\in C$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, is just the probability that the next renewal after <italic>v</italic> will not happen until the moment <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_069"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$j+t$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. So we have 
<disp-formula id="j_vmsta138_eq_034">
<label>(13)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</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 stretchy="false">|</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{y\in C}{\sup }\mathbb{P}\big\{{A_{2}}(v+1,j+t)|{X_{v}^{(2)}}=y\big\}={G_{j+t-v}^{(v,2)}}\le {G_{j+t-v}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where the latest inequality follows from the Condition A.</p>
<p>The above reasoning is valid in the case <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_070"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\eta <j$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, however, the case <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_071"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\eta \in \{j+1,j+{n_{0}}-1\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> yields the same result. The maximal possible value of <italic>v</italic> is <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_072"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$j+{n_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, so, using the fact that sequence <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_073"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${G_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is non-increasing, it follows from (<xref rid="j_vmsta138_eq_034">13</xref>) that 
<disp-formula id="j_vmsta138_eq_035">
<label>(14)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</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 stretchy="false">|</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</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">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">G</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">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{y\in C}{\sup }\mathbb{P}\big\{{A_{2}}(v+1,j+t)|{X_{v}^{(2)}}=y\big\}\le {G_{j+t-v}}\le {G_{t-{n_{0}}}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
which gives the estimate that does not depend on <italic>v</italic>. Taking into account the inequality (<xref rid="j_vmsta138_eq_035">14</xref>) we can derive 
<disp-formula id="j_vmsta138_eq_036">
<label>(15)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:mspace width="1em"/><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><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">E</mml:mi><mml:mo>×</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">u</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" 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">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><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:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:mspace width="2em"/><mml:mo>×</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" 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">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">G</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">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}& \mathbb{P}\{{S_{k}}=j,{B_{k+1}}>t\}\\ {} & \hspace{1em}\le \sum \limits_{u,v}{\int _{E\times C}}\mathbb{P}\big\{{S_{k-1}}=u,\tau \ge k,{A_{1}}(u+{n_{0}},v),({X_{v}^{(1)}},{X_{v}^{(2)}})=(dx,dy)\big\}\\ {} & \hspace{2em}\times \mathbb{P}\big\{{A_{1}}(v+1,j-1),{X_{j}^{(1)}}\in C|{X_{v}^{(1)}}=x\big\}{G_{t-{n_{0}}}}\le \mathbb{P}\{{S_{k}}=j,\tau \ge k\}{G_{t-{n_{0}}}}.\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>To complete the proof, we should consider the case when <italic>k</italic> is odd. In this case, <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_074"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$k>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> which means <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_075"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$k-1\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and we don’t have a problem with <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_076"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$k=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> like in the even case. So, similar reasoning will yield the same inequality for odd <italic>k</italic>.  □</p></statement></p>
</sec>
<sec id="j_vmsta138_s_005">
<label>3</label>
<title>Application to the birth-death processes</title>
<p>In the paper [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta138_ref_012">12</xref>] we had derived an estimate for a simultaneous renewal of two time-inhomogeneous birth-death processes <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_077"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X^{(1)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_078"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X^{(2)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with the following transition probabilities on the <italic>t</italic>-th step: 
<disp-formula id="j_vmsta138_eq_037">
<label>(16)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mtable columnspacing="10.0pt 10.0pt 10.0pt 10.0pt 10.0pt" equalrows="false" columnlines="none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center center center center center center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo>…</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo>…</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo>…</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><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[\[ {P_{t}}=\left(\begin{array}{c@{\hskip10.0pt}c@{\hskip10.0pt}c@{\hskip10.0pt}c@{\hskip10.0pt}c@{\hskip10.0pt}c}{\alpha _{t0}}& 1-{\alpha _{t0}}& 0& 0& 0& \dots \\ {} 0& {\alpha _{t1}}& 0& 1-{\alpha _{t1}}& 0& \dots \\ {} 0& 0& {\alpha _{t2}}& 0& 1-{\alpha _{t2}}& \dots \\ {} \dots \end{array}\right)\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and 
<disp-formula id="j_vmsta138_eq_038">
<label>(17)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mtable columnspacing="10.0pt 10.0pt 10.0pt 10.0pt 10.0pt" equalrows="false" columnlines="none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center center center center center center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo>…</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo>…</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo>…</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><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[\[ {Q_{t}}=\left(\begin{array}{c@{\hskip10.0pt}c@{\hskip10.0pt}c@{\hskip10.0pt}c@{\hskip10.0pt}c@{\hskip10.0pt}c}{\beta _{t0}}& 1-{\beta _{t0}}& 0& 0& 0& \dots \\ {} 0& {\beta _{t1}}& 0& 1-{\beta _{t1}}& 0& \dots \\ {} 0& 0& {\beta _{t2}}& 0& 1-{\beta _{t2}}& \dots \\ {} \dots \end{array}\right)\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>The set <italic>C</italic> is equal to 0: 
<disp-formula id="j_vmsta138_eq_039">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ C=\{0\}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>An estimate from [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta138_ref_012">12</xref>] involves the second moment of the dominating sequence. Let us compare an estimate from [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta138_ref_012">12</xref>] with the one that follows from Theorem <xref rid="j_vmsta138_stat_001">1</xref>.</p>
<p>We will start with building <italic>γ</italic>. As in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta138_ref_012">12</xref>] we notice that for every <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_079"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$t>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_080"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${g_{1}^{(l)}}={\alpha _{t0}}>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and assume 
<disp-formula id="j_vmsta138_eq_040">
<label>(18)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">inf</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo><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[\[ {\gamma _{0}}=\underset{t}{\inf }\{{\alpha _{t0}},{\beta _{t0}}\}>0.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>As it has been shown in the [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta138_ref_012">12</xref>] <italic>γ</italic> can be chosen in the following way: 
<disp-formula id="j_vmsta138_eq_041">
<label>(19)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">exp</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \gamma =\exp \big(\hat{\mu }ln({\gamma _{0}})/{\gamma _{0}}\big)={\gamma _{0}^{\hat{\mu }/{\gamma _{0}}}}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
with the <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_081"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${n_{0}}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>We will use the same dominating sequence as in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta138_ref_012">12</xref>]. To do this, we consider a standard random walk with a parameter <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_082"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$p>1/2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and a probability <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_083"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${f_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of a first return to 0 in <italic>n</italic> steps. It has been shown in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta138_ref_006">6</xref>], Chapter XIII, that the generating function <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_084"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi><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[$F(z)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_085"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${f_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> looks like 
<disp-formula id="j_vmsta138_eq_042">
<label>(20)</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">z</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:mo>−</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">p</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:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ F(z)=\frac{1-\sqrt{1-4p(1-p){s^{2}}}}{2(1-p)}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
We have shown in the [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta138_ref_012">12</xref>] that <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_086"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${G_{n}}=\textstyle\sum \limits_{k>n}{f_{n}}/p$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a dominating sequence (non-probabilistic) for renewal sequences generated by <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_087"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X^{(1)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_088"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X^{(2)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, if 
<disp-formula id="j_vmsta138_eq_043">
<label>(21)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">p</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 stretchy="false">≥</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ p(1-p)\ge {\sup _{t,j}}\big\{{\alpha _{tj}}(1-{\alpha _{tj}}),{\beta _{tj}}(1-{\beta _{tj}})\big\}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>The estimate for the expectation of the simultaneous renewal time in case of both chains started at <italic>C</italic> looks like 
<disp-formula id="j_vmsta138_eq_044">
<label>(22)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">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 stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {E_{1}}=\mathbb{E}[T]\le {\hat{\mu }_{2}}/\gamma +{\hat{\mu }_{1}}/{\gamma ^{2}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where 
<disp-formula id="j_vmsta138_eq_045">
<label>(23)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtable displaystyle="true" columnspacing="0pt" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">p</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:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>8</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</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:mn>4</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">p</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>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">p</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:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \begin{aligned}{}{\hat{\mu }_{1}}& =2/(2p-1)+1,\\ {} {\hat{\mu }_{2}}={(2p-1)^{-1}}& \bigg(2+\frac{8(1-p)}{1-4p}\bigg)+2/(2p-1)+1.\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
In our case the estimate looks like 
<disp-formula id="j_vmsta138_eq_046">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">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 stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {E_{2}}=\mathbb{E}[T]\le {\hat{\mu }_{1}}(1+\gamma )/\gamma .\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>So, we can see that 
<disp-formula id="j_vmsta138_eq_047">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" 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">γ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {E_{2}}=({E_{1}}-{\hat{\mu }_{2}}/\gamma )(1+\gamma )\gamma ,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
for all <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_089"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">γ</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:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\gamma \in (0,\frac{\sqrt{5}-1}{2})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_090"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\gamma (1+\gamma )<1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> which means that <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_091"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${E_{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a better estimate than <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_092"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${E_{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. In the same time, <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_093"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\gamma _{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is typically a small number, which makes <italic>γ</italic> to be a very small number. So, the improvement in estimate can be significant for practical applications.</p>
</sec>
<sec id="j_vmsta138_s_006">
<label>4</label>
<title>Conclusions</title>
<p>In this article, we obtained an estimate for the expectation of the simultaneous renewal time for two time-inhomogeneous, discrete-time Markov chains on a general state space. By the simultaneous renewal of two Markov chains <italic>X</italic> and <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_094"><alternatives>
<mml:math><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[${X^{\prime }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> we understand the first moment of hitting a specific set <italic>C</italic> by both chains.</p>
<p>We have shown that under conditions (A) and (B) an estimate has the form 
<disp-formula id="j_vmsta138_eq_048">
<label>(24)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi><mml:mo fence="true" 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:munder><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</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:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" 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">γ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathbb{E}[T]\le \sum \limits_{n\ge 0}{\hat{S}_{n}}\le {m_{1}}({\lambda _{1}})+{m_{2}}({\lambda _{2}})+({n_{0}}{G_{0}}+m)(1+\gamma )/\gamma .\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>We have shown how the parameters <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_095"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</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">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\gamma ,{n_{0}},{G_{0}},{m_{1}}({\lambda _{1}}),{m_{2}}({\lambda _{2}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and the sequence <inline-formula id="j_vmsta138_ineq_096"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\hat{S}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> included in the estimate can be calculated.</p>
<p>This result allows us to refine the stability estimate for two time-inhomogeneous Markov chains, which is a subject of a further investigation.</p>
</sec>
</body>
<back>
<ref-list id="j_vmsta138_reflist_001">
<title>References</title>
<ref id="j_vmsta138_ref_001">
<label>[1]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Andrieu</surname>, <given-names>C.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Fort</surname>, <given-names>G.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Vihola</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>: <article-title>Quantitative convergence rates for sugeometric Markov chains</article-title>. <source>Ann. Appl. Probab.</source> <volume>52</volume>, <fpage>391</fpage>–<lpage>404</lpage> (<year>2015</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3372082">MR3372082</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1239/jap/1437658605" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1239/jap/1437658605</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta138_ref_002">
<label>[2]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Baxendale</surname>, <given-names>P.</given-names></string-name>: <article-title>Renewal theory and computable convergence rates for geometrically ergodic Markov chains</article-title>. <source>Ann. Appl. Probab.</source> <volume>15</volume>, <fpage>700</fpage>–<lpage>738</lpage> (<year>2005</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2114987">MR2114987</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1214/105051604000000710" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1214/105051604000000710</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta138_ref_003">
<label>[3]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Daley</surname>, <given-names>D.</given-names></string-name>: <article-title>Tight bounds for the renewal function of a random walk</article-title>. <source>Ann. Probab.</source> <volume>8</volume>, <fpage>615</fpage>–<lpage>621</lpage> (<year>1980</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0573298">MR0573298</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta138_ref_004">
<label>[4]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Douc</surname>, <given-names>R.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Moulines</surname>, <given-names>E.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Soulier</surname>, <given-names>P.</given-names></string-name>: <article-title>Practical drift conditions for subgeometric rates of convergence</article-title>. <source>Ann. Appl. Probab.</source> <volume>14</volume>, <fpage>1353</fpage>–<lpage>1377</lpage> (<year>2004</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2071426">MR2071426</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1214/105051604000000323" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1214/105051604000000323</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta138_ref_005">
<label>[5]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Douc</surname>, <given-names>R.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Moulines</surname>, <given-names>E.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Soulier</surname>, <given-names>P.</given-names></string-name>: <article-title>Quantitative bounds on convergence of time-inhomogeneous Markov chains</article-title>. <source>Ann. Appl. Probab.</source> <volume>14</volume>, <fpage>1643</fpage>–<lpage>1665</lpage> (<year>2004</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2099647">MR2099647</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1214/105051604000000620" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1214/105051604000000620</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta138_ref_006">
<label>[6]</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. 1</source>. <publisher-name>John Wiley and Sons</publisher-name> (<year>1957</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0088081">MR0088081</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta138_ref_007">
<label>[7]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Fort</surname>, <given-names>G.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Roberts</surname>, <given-names>G.O.</given-names></string-name>: <article-title>Subgeometric ergodicity of strong Markov processes</article-title>. <source>Ann. Appl. Probab.</source> <volume>15</volume>, <fpage>1565</fpage>–<lpage>1589</lpage> (<year>2005</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2134115">MR2134115</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1214/105051605000000115" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1214/105051605000000115</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta138_ref_008">
<label>[8]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Gismondi</surname>, <given-names>F.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Janssen</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>R.</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>: <article-title>Non-homogeneous time convolutions, renewal processes and age-dependent mean number of notorcar accidents</article-title>. <source>Ann. Actuar. Sci.</source> <volume>9</volume>, <fpage>36</fpage>–<lpage>57</lpage> (<year>2015</year>)</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta138_ref_009">
<label>[9]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Golomoziy</surname>, <given-names>V.</given-names></string-name>: <article-title>A subgeometric estimate of the stability for time-homogeneous Markov chains</article-title>. <source>Theory Probab. Math. Stat.</source> <volume>81</volume>, <fpage>35</fpage>–<lpage>50</lpage> (<year>2010</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2667308">MR2667308</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1090/S0094-9000-2010-00808-8" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1090/S0094-9000-2010-00808-8</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta138_ref_010">
<label>[10]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Golomoziy</surname>, <given-names>V.</given-names></string-name>: <article-title>An estimate of the stability for nonhomogeneous Markov chains under classical minorization condition</article-title>. <source>Theory Probab. Math. Stat.</source> <volume>88</volume>, <fpage>35</fpage>–<lpage>49</lpage> (<year>2014</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3112633">MR3112633</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1090/S0094-9000-2014-00917-5" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1090/S0094-9000-2014-00917-5</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta138_ref_011">
<label>[11]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Golomoziy</surname>, <given-names>V.</given-names></string-name>: <article-title>An inequality for the coupling moment in the case of two inhomogeneous Markov chains</article-title>. <source>Theory Probab. Math. Stat.</source> <volume>90</volume>, <fpage>43</fpage>–<lpage>56</lpage> (<year>2015</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3241859">MR3241859</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1090/tpms/948" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1090/tpms/948</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta138_ref_012">
<label>[12]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Golomoziy</surname>, <given-names>V.</given-names></string-name>: <article-title>An estimate for an expectation of the simultaneous renewal for time-inhomogeneous Markov chains</article-title>. <source>Mod. Stoch. Theory Appl.</source> <fpage>315</fpage>–<lpage>323</lpage> (<year>2016</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3593115">MR3593115</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.15559/16-VMSTA68" xlink:type="simple">https://doi.org/10.15559/16-VMSTA68</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta138_ref_013">
<label>[13]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Golomoziy</surname>, <given-names>V.</given-names></string-name>: <article-title>An estimate of the expectation of the excess of a renewal sequence generated by a time-inhomogeneous Markov chain if a square-integrable majorizing squence exists</article-title>. <source>Theory Probab. Math. Stat.</source> <volume>94</volume>, <fpage>53</fpage>–<lpage>62</lpage> (<year>2017</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3553453">MR3553453</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1090/tpms/1008" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1090/tpms/1008</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta138_ref_014">
<label>[14]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Golomoziy</surname>, <given-names>V.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Kartashov</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>: <article-title>On the integrability of the coupling moment for time-inhomogeneous Markov chains</article-title>. <source>Theory Probab. Math. Stat.</source> <volume>89</volume>, <fpage>1</fpage>–<lpage>12</lpage> (<year>2014</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3235170">MR3235170</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1090/S0094-9000-2015-00930-3" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1090/S0094-9000-2015-00930-3</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta138_ref_015">
<label>[15]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Golomoziy</surname>, <given-names>V.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Kartashov</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>: <article-title>Maximal coupling and stability of discrete non-homogeneous Markov chains</article-title>. <source>Theory Probab. Math. Stat.</source> <volume>91</volume>, <fpage>17</fpage>–<lpage>27</lpage> (<year>2015</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2986452">MR2986452</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1090/S0094-9000-2013-00891-6" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1090/S0094-9000-2013-00891-6</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta138_ref_016">
<label>[16]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Golomoziy</surname>, <given-names>V.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Kartashov</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>: <article-title>Maxmimal coupling and v-stability of discrete nonhomogeneous Markov chains</article-title>. <source>Theory Probab. Math. Stat.</source> <volume>93</volume>, <fpage>19</fpage>–<lpage>31</lpage> (<year>2016</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3553437">MR3553437</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1090/tpms/992" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1090/tpms/992</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta138_ref_017">
<label>[17]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Golomoziy</surname>, <given-names>V.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Kartashov</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Kartashov</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name>: <article-title>Impact of the stress factor on the price of widow’s pensions. proofs</article-title>. <source>Theory Probab. Math. Stat.</source> <volume>92</volume>, <fpage>17</fpage>–<lpage>22</lpage> (<year>2016</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3330687">MR3330687</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta138_ref_018">
<label>[18]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Kartashov</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Golomoziy</surname>, <given-names>V.</given-names></string-name>: <article-title>Average coupling time for independent discrete renewal processes</article-title>. <source>Theory Probab. Math. Stat.</source> <volume>84</volume>, <fpage>77</fpage>–<lpage>83</lpage> (<year>2011</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2857418">MR2857418</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1090/S0094-9000-2012-00855-7" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1090/S0094-9000-2012-00855-7</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta138_ref_019">
<label>[19]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Kartashov</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Golomoziy</surname>, <given-names>V.</given-names></string-name>: <article-title>Maximal coupling procedure and stability of discrete Markov chains. i</article-title>. <source>Theory Probab. Math. Stat.</source> <volume>86</volume>, <fpage>93</fpage>–<lpage>104</lpage> (<year>2013</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3241447">MR3241447</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1090/S0094-9000-2014-00905-9" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1090/S0094-9000-2014-00905-9</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta138_ref_020">
<label>[20]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Kartashov</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Golomoziy</surname>, <given-names>V.</given-names></string-name>: <article-title>Maximal coupling procedure and stability of discrete Markov chains. ii</article-title>. <source>Theory Probab. Math. Stat.</source> <volume>87</volume>, <fpage>65</fpage>–<lpage>78</lpage> (<year>2013</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3241447">MR3241447</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1090/S0094-9000-2014-00905-9" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1090/S0094-9000-2014-00905-9</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta138_ref_021">
<label>[21]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Kluppelberg</surname>, <given-names>C.</given-names></string-name>, <string-name><surname>S.</surname>, <given-names>P.</given-names></string-name>: <article-title>Renewal theory for functionals of a Markov chain with compact state space</article-title>. <source>Ann. Probab.</source> <volume>3</volume>, <fpage>2270</fpage>–<lpage>2300</lpage> (<year>2003</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2016619">MR2016619</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1214/aop/1068646385" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1214/aop/1068646385</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta138_ref_022">
<label>[22]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Lindvall</surname>, <given-names>T.</given-names></string-name>: <source>Lectures on Coupling Method</source>. <publisher-name>John Wiley and Sons</publisher-name> (<year>1991</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1180522">MR1180522</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta138_ref_023">
<label>[23]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Melfi</surname>, <given-names>V.</given-names></string-name>: <article-title>Nonlinear Markov renewal theory with statistical applications</article-title>. <source>Ann. Probab.</source> <volume>20</volume>, <fpage>753</fpage>–<lpage>771</lpage> (<year>1992</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1159572">MR1159572</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta138_ref_024">
<label>[24]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Thorisson</surname>, <given-names>H.</given-names></string-name>: <source>Coupling, Stationarity, and Regeneration</source>. <publisher-name>Springer</publisher-name>, <publisher-loc>New York</publisher-loc> (<year>2000</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1741181">MR1741181</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1007/978-1-4612-1236-2" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1007/978-1-4612-1236-2</ext-link></mixed-citation>
</ref>
</ref-list>
</back>
</article>