<?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">VMSTA161</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.15559/20-VMSTA161</article-id>
<article-categories><subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Research Article</subject></subj-group></article-categories>
<title-group>
<article-title>On tail behaviour of stationary second-order Galton–Watson processes with immigration</article-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author">
<contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0003-3119-7953</contrib-id>
<name><surname>Barczy</surname><given-names>Mátyás</given-names></name><email xlink:href="mailto:barczy@math.u-szeged.hu">barczy@math.u-szeged.hu</email><xref ref-type="aff" rid="j_vmsta161_aff_001">a</xref><xref ref-type="corresp" rid="cor1">∗</xref>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Bősze</surname><given-names>Zsuzsanna</given-names></name><email xlink:href="mailto:zsuzsanna.boesze@uni-goettingen.de">zsuzsanna.boesze@uni-goettingen.de</email><xref ref-type="aff" rid="j_vmsta161_aff_002">b</xref>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Pap</surname><given-names>Gyula</given-names></name><xref ref-type="aff" rid="j_vmsta161_aff_003">c</xref>
</contrib>
<aff id="j_vmsta161_aff_001"><label>a</label><institution>MTA-SZTE Analysis and Stochastics Research Group, Bolyai Institute, University of Szeged</institution>, Aradi vértanúk tere 1, H-6720 Szeged, <country>Hungary</country></aff>
<aff id="j_vmsta161_aff_002"><label>b</label><institution>Institute for Mathematical Stochastics, Georg-August-Universität Göttingen</institution>, Goldschmidtstr. 7, 37077 Göttingen, <country>Germany</country></aff>
<aff id="j_vmsta161_aff_003"><label>c</label><institution>Bolyai Institute, University of Szeged</institution>, Aradi vértanúk tere 1, H-6720 Szeged, <country>Hungary</country></aff>
</contrib-group>
<author-notes>
<corresp id="cor1"><label>∗</label>Corresponding author.</corresp>
</author-notes>
<pub-date pub-type="ppub"><year>2020</year></pub-date>
<pub-date pub-type="epub"><day>10</day><month>9</month><year>2020</year></pub-date><volume>7</volume><issue>3</issue><fpage>315</fpage><lpage>338</lpage>
<history>
<date date-type="received"><day>23</day><month>7</month><year>2020</year></date>
<date date-type="rev-recd"><day>24</day><month>8</month><year>2020</year></date>
<date date-type="accepted"><day>24</day><month>8</month><year>2020</year></date>
</history>
<permissions><copyright-statement>© 2020 The Author(s). Published by VTeX</copyright-statement><copyright-year>2020</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>Sufficient conditions are presented on the offspring and immigration distributions of a second-order Galton–Watson process <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_001"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({X_{n}})_{n\geqslant -1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with immigration, under which the distribution of the initial values <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_002"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$({X_{0}},{X_{-1}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> can be uniquely chosen such that the process becomes strongly stationary and the common distribution of <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_003"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_004"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\geqslant -1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, is regularly varying.</p>
</abstract>
<kwd-group>
<label>Keywords</label>
<kwd>Second-order Galton–Watson process with immigration</kwd>
<kwd>regularly varying distribution</kwd>
<kwd>tail behavior</kwd>
</kwd-group>
<kwd-group kwd-group-type="MSC2010">
<label>2010 MSC</label>
<kwd>60J80</kwd>
<kwd>60G70</kwd>
</kwd-group>
<funding-group>
<award-group>
<funding-source xlink:href="https://doi.org/10.13039/501100003825">Hungarian Academy of Sciences</funding-source>
</award-group>
<funding-statement>Supported by the Hungarian Croatian Intergovernmental S&amp;T Cooperation Programme for 2017–2018 under Grant No. 16-1-2016-0027. Mátyás Barczy is supported by the János Bolyai Research Scholarship of the Hungarian Academy of Sciences. </funding-statement>
</funding-group>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="j_vmsta161_s_001">
<label>1</label>
<title>Introduction</title>
<p>Higher-order Galton–Watson processes with immigration having finite second moment (also called Generalized Integer-valued AutoRegressive (GINAR) processes) have been introduced by Latour [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta161_ref_014">14</xref>, equation (1.1)]. Pénisson and Jacob [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta161_ref_016">16</xref>] used higher-order Galton–Watson processes (without immigration) for studying the decay phase of an epidemic, and, as an application, they investigated the Bovine Spongiform Encephalopathy epidemic in Great Britain after the 1988 feed ban law. As a continuation, Pénisson [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta161_ref_015">15</xref>] introduced estimators of the so-called infection parameter in the growth and decay phases of an epidemic. Recently, Kashikar and Deshmukh [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta161_ref_012">12</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta161_ref_013">13</xref>] and Kashikar [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta161_ref_011">11</xref>] used second order Galton–Watson processes (without immigration) for modeling the swine flu data for Pune, India and La-Gloria, Mexico. Kashikar and Deshmukh [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta161_ref_012">12</xref>] also studied their basic probabilistic properties such as a formula for their probability generator function, probability of extinction, long run behavior and conditional least squares estimation of the offspring means.</p>
<p>Let <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_005"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathbb{Z}_{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_006"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_007"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_008"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathbb{R}_{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> denote the set of non-negative integers, positive integers, real numbers and non-negative real numbers, respectively. The natural basis of <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_009"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathbb{R}^{d}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> will be denoted by <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_010"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{{\boldsymbol{e}_{1}},\dots ,{\boldsymbol{e}_{d}}\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. For <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_011"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in \mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the integer part of <italic>x</italic> is denoted by <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_012"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\lfloor x\rfloor $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Every random variable will be defined on a probability space <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_013"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">Ω</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="script">A</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(\Omega ,\mathcal{A},\mathbb{P})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Convergence in distribution and equality in distributions of random variables or stochastic processes is denoted by <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_014"><alternatives>
<mml:math><mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟶</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\stackrel{\mathcal{D}}{\longrightarrow }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_015"><alternatives>
<mml:math><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\stackrel{\mathcal{D}}{=}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, respectively.</p>
<p>First, we recall the Galton–Watson process with immigration, which assumes that an individual can reproduce only once during its lifetime at age 1, and then it dies immediately. The initial population size at time 0 will be denoted by <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_016"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. For each <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_017"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the population consists of the offsprings born at time <italic>n</italic> and the immigrants arriving at time <italic>n</italic>. For each <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_018"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n,i\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the number of offsprings produced at time <italic>n</italic> by the <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_019"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">th</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${i^{\mathrm{th}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> individual of the <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_020"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">th</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${(n-1)^{\mathrm{th}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> generation will be denoted by <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_021"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\xi _{n,i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The number of immigrants in the <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_022"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">th</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${n^{\mathrm{th}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> generation will be denoted by <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_023"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\varepsilon _{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then, for the population size <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_024"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of the <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_025"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">th</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${n^{\mathrm{th}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> generation, we have 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_001">
<label>(1)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</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">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</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="2em"/><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {X_{n}}={\sum \limits_{i=1}^{{X_{n-1}}}}{\xi _{n,i}}+{\varepsilon _{n}},\hspace{2em}n\in \mathbb{N},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_026"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\textstyle\sum _{i=1}^{0}}:=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Here <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_027"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\big\{{X_{0}},\hspace{0.1667em}{\xi _{n,i}},\hspace{0.1667em}{\varepsilon _{n}}:n,i\in \mathbb{N}\big\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are supposed to be independent non-negative integer-valued random variables, and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_028"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{{\xi _{n,i}}:n,i\in \mathbb{N}\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_029"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{{\varepsilon _{n}}:n\in \mathbb{N}\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are supposed to consist of identically distributed random variables, respectively. If <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_030"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</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:math>
<tex-math><![CDATA[${\varepsilon _{n}}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_031"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then we say that <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_032"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({X_{n}})_{n\in {\mathbb{Z}_{+}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a Galton–Watson process (without immigration).</p>
<p>Next, we introduce the second-order Galton–Watson branching model with immigration. In this model we suppose that an individual reproduces at age 1 and also at age 2, and then it dies immediately. For each <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_033"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the population consists again of the offsprings born at time <italic>n</italic> and the immigrants arriving at time <italic>n</italic>. For each <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_034"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n,i,j\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the number of offsprings produced at time <italic>n</italic> by the <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_035"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">th</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${i^{\mathrm{th}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> individual of the <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_036"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">th</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${(n-1)^{\mathrm{th}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> generation and by the <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_037"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">th</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${j^{\mathrm{th}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> individual of the <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_038"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">th</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${(n-2)^{\mathrm{th}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> generation will be denoted by <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_039"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\xi _{n,i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_040"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\eta _{n,j}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, respectively, and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_041"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\varepsilon _{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> denotes the number of immigrants in the <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_042"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">th</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${n^{\mathrm{th}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> generation. Then, for the population size <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_043"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of the <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_044"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">th</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${n^{\mathrm{th}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> generation, we have 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_002">
<label>(2)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</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">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</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="2em"/><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {X_{n}}={\sum \limits_{i=1}^{{X_{n-1}}}}{\xi _{n,i}}+{\sum \limits_{j=1}^{{X_{n-2}}}}{\eta _{n,j}}+{\varepsilon _{n}},\hspace{2em}n\in \mathbb{N},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_045"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{-1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_046"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are non-negative integer-valued random variables (the initial population sizes). Here <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_047"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\big\{{X_{-1}},{X_{0}},\hspace{0.1667em}{\xi _{n,i}},\hspace{0.1667em}{\eta _{n,j}},\hspace{0.1667em}{\varepsilon _{n}}:n,i,j\in \mathbb{N}\big\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are supposed to be non-negative integer-valued random variables such that <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_048"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\big\{({X_{-1}},{X_{0}}),\hspace{0.1667em}{\xi _{n,i}},\hspace{0.1667em}{\eta _{n,j}},\hspace{0.1667em}{\varepsilon _{n}}:n,i,j\in \mathbb{N}\big\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are independent, and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_049"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{{\xi _{n,i}}:n,i\in \mathbb{N}\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_050"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{{\eta _{n,j}}:n,j\in \mathbb{N}\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_051"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{{\varepsilon _{n}}:n\in \mathbb{N}\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are supposed to consist of identically distributed random variables, respectively. Note that the number of individuals alive at time <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_052"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\in {\mathbb{Z}_{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_053"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{n}}+{X_{n-1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, which can be larger than the population size <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_054"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of the <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_055"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">th</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${n^{\mathrm{th}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> generation, since the individuals of the population at time <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_056"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n-1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are still alive at time <italic>n</italic>, because they can reproduce also at age 2. The stochastic process <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_057"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({X_{n}})_{n\geqslant -1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> given by (<xref rid="j_vmsta161_eq_002">2</xref>) is called a second-order Galton–Watson process with immigration or a Generalized Integer-valued AutoRegressive process of order 2 (GINAR(2) process), see, e.g., Latour [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta161_ref_014">14</xref>]. Especially, if <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_058"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\xi _{1,1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_059"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\eta _{1,1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are Bernoulli distributed random variables, then <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_060"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({X_{n}})_{n\geqslant -1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is also called an Integer-valued AutoRegressive process of order 2 (INAR(2) process), see, e.g., Du and Li [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta161_ref_008">8</xref>]. If <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_061"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\varepsilon _{1}}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then we say that <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_062"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({X_{n}})_{n\geqslant -1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a second-order Galton–Watson process without immigration, introduced and studied by Kashikar and Deshmukh [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta161_ref_012">12</xref>] as well.</p>
<p>The process given in (<xref rid="j_vmsta161_eq_002">2</xref>) with the special choice <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_063"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\eta _{1,1}}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> gives back the process given in (<xref rid="j_vmsta161_eq_001">1</xref>), which will be called a first-order Galton–Watson process with immigration to make a distinction.</p>
<p>For notational convenience, let <italic>ξ</italic>, <italic>η</italic> and <italic>ε</italic> be random variables such that <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_064"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\xi \stackrel{\mathcal{D}}{=}{\xi _{1,1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_065"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\eta \stackrel{\mathcal{D}}{=}{\eta _{1,1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_066"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varepsilon \stackrel{\mathcal{D}}{=}{\varepsilon _{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and put <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_067"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${m_{\xi }}:=\mathbb{E}(\xi )\in [0,\infty ]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_068"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${m_{\eta }}:=\mathbb{E}(\eta )\in [0,\infty ]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_069"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${m_{\varepsilon }}:=\mathbb{E}(\varepsilon )\in [0,\infty ]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>If <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_070"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({X_{n}})_{n\in {\mathbb{Z}_{+}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a (first-order) Galton–Watson process with immigration such that <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_071"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${m_{\xi }}\in (0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_072"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{P}(\varepsilon =0)<1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_073"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\textstyle\sum _{j=1}^{\infty }}\mathbb{P}(\varepsilon =j)\log (j)<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then the Markov process <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_074"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({X_{n}})_{n\in {\mathbb{Z}_{+}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> admits a unique stationary distribution (see, e.g., Quine [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta161_ref_017">17</xref>]), i.e., the distribution of the initial value <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_075"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> can be uniquely chosen so that the process becomes strongly stationary. If <italic>ε</italic> is regularly varying with index <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_076"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha \in (0,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, i.e., <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_077"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{P}(\varepsilon >x)\in (0,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for all <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_078"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in (0,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_003">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="2em"/><mml:mtext>for all</mml:mtext><mml:mspace width="5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mtext>,</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{x\to \infty }{\lim }\frac{\mathbb{P}(\varepsilon >qx)}{\mathbb{P}(\varepsilon >x)}={q^{-\alpha }}\hspace{2em}\text{for all}\hspace{5pt}q\in (0,\infty )\text{,}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
then, by Lemma <xref rid="j_vmsta161_stat_016">A.3</xref>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_079"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\textstyle\sum _{j=1}^{\infty }}\mathbb{P}(\varepsilon =j)\log (j)<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The content of Theorem 2.1.1 in Basrak et al. [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta161_ref_004">4</xref>] is the following statement.</p><statement id="j_vmsta161_stat_001"><label>Theorem 1.</label>
<p><italic>Let</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_080"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({X_{n}})_{n\in {\mathbb{Z}_{+}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be a (first-order) Galton–Watson process with immigration such that</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_081"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${m_{\xi }}\in (0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and ε is regularly varying with index</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_082"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha \in (0,2)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. In case of</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_083"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha \in [1,2)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, assume additionally that</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_084"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}({\xi ^{2}})<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. Let the distribution of the initial value</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_085"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be such that the process is strongly stationary. Then we have</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_004">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">∼</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:mtext mathvariant="italic">as</mml:mtext><mml:mspace width="5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathbb{P}({X_{0}}>x)\sim {\sum \limits_{i=0}^{\infty }}{m_{\xi }^{i\alpha }}\mathbb{P}(\varepsilon >x)=\frac{1}{1-{m_{\xi }^{\alpha }}}\mathbb{P}(\varepsilon >x)\hspace{2em}\textit{as}\hspace{5pt}x\to \infty ,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>and hence</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_086"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is also regularly varying with index α.</italic></p></statement>
<p>Note that in case of <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_087"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha =1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_088"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${m_{\varepsilon }}=\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> Basrak et al. [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta161_ref_004">4</xref>, Theorem 2.1.1] assume additionally that <italic>ε</italic> is consistently varying (or in other words intermediate varying), but, eventually, this follows from the fact that <italic>ε</italic> is regularly varying. Basrak et al. [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta161_ref_004">4</xref>, Remark 2.2.2] derived the result of Theorem <xref rid="j_vmsta161_stat_001">1</xref> also for <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_089"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha \in [2,3)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> under the additional assumption <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_090"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}({\xi ^{3}})<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (not mentioned in the paper), and they remarked that the same applies to all <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_091"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha \in [3,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (possibly under an additional moment assumption <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_092"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌊</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}({\xi ^{\lfloor \alpha \rfloor +1}})<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>).</p>
<p>In Barczy et al. [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta161_ref_003">3</xref>] we study regularly varying non-stationary (first-order) Galton–Watson processes with immigration.</p>
<p>If <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_093"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({X_{n}})_{n\geqslant -1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a second-order Galton–Watson process with immigration such that <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_094"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${m_{\xi }},{m_{\eta }}\in (0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_095"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${m_{\xi }}+{m_{\eta }}<1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_096"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{P}(\varepsilon =0)<1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_097"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\textstyle\sum _{j=1}^{\infty }}\mathbb{P}(\varepsilon =j)\log (j)<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then the distribution of the initial values <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_098"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$({X_{0}},{X_{-1}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> can be uniquely chosen so that the process becomes strongly stationary, see Lemma <xref rid="j_vmsta161_stat_005">3</xref>.</p>
<p>The main result of the paper is the following analogue of Theorem <xref rid="j_vmsta161_stat_001">1</xref>.</p><statement id="j_vmsta161_stat_002"><label>Theorem 2.</label>
<p><italic>Let</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_099"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({X_{n}})_{n\geqslant -1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be a second-order Galton–Watson process with immigration such that</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_100"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${m_{\xi }},{m_{\eta }}\in (0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>with</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_101"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${m_{\xi }}+{m_{\eta }}<1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, and ε is regularly varying with index</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_102"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha \in (0,2)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. In case of</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_103"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha \in [1,2)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, assume additionally that</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_104"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}({\xi ^{2}})<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_105"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}({\eta ^{2}})<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. Let the distribution of the initial values</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_106"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$({X_{0}},{X_{-1}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be such that the process is strongly stationary. Then we have</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_005">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">∼</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:mtext mathvariant="italic">as</mml:mtext><mml:mspace width="5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mtext mathvariant="italic">,</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathbb{P}({X_{0}}>x)\sim {\sum \limits_{i=0}^{\infty }}{m_{i}^{\alpha }}\mathbb{P}(\varepsilon >x)\hspace{2em}\textit{as}\hspace{5pt}x\to \infty \textit{,}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>where</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_107"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${m_{0}}:=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_108"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${m_{k}}:=\frac{{\lambda _{+}^{k+1}}-{\lambda _{-}^{k+1}}}{{\lambda _{+}}-{\lambda _{-}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_109"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$k\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, and</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_006">
<label>(3)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right"><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\lambda _{+}}:=\frac{{m_{\xi }}+\sqrt{{m_{\xi }^{2}}+4{m_{\eta }}}}{2},\hspace{2em}{\lambda _{-}}:=\frac{{m_{\xi }}-\sqrt{{m_{\xi }^{2}}+4{m_{\eta }}}}{2}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>Consequently,</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_110"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is also regularly varying with index α.</italic></p></statement>
<p>Note that <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_111"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\lambda _{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_112"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\lambda _{-}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are the eigenvalues of the offspring mean matrix given in (<xref rid="j_vmsta161_eq_017">8</xref>) of a corresponding 2-type Galton–Watson process with immigration. Note that for all <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_113"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$k\in {\mathbb{Z}_{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we have <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_114"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${m_{k}}=\mathbb{E}({V_{k,0}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_115"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({V_{n,0}})_{n\geqslant -1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a second-order Galton–Watson process (without immigration) with the initial values <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_116"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${V_{0,0}}=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_117"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${V_{-1,0}}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and with the same offspring distributions as <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_118"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({X_{n}})_{n\geqslant -1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, see (<xref rid="j_vmsta161_eq_019">9</xref>). Consequently, the series <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_119"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\textstyle\sum _{i=0}^{\infty }}{m_{i}^{\alpha }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> appearing in Theorem <xref rid="j_vmsta161_stat_002">2</xref> is convergent, since for each <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_120"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$i\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we have <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_121"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${m_{i}}=\mathbb{E}({V_{i,0}})\leqslant {\lambda _{+}^{i}}<1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> by (<xref rid="j_vmsta161_eq_022">10</xref>) and the assumption <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_122"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${m_{\xi }}+{m_{\eta }}<1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Our technique and result might be extended to <italic>p</italic>-th order Galton–Watson branching processes with immigration. More generally, one can pose an open problem, namely, under what conditions on the offspring and immigration distributions of a general <italic>p</italic>-type Galton–Watson branching process with immigration, its unique (<italic>p</italic>-dimensional) stationary distribution is jointly regularly varying. We also note that there is a vast literature on tail behavior of regularly varying time series (see, e.g., Hult and Samorodnitsky [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta161_ref_010">10</xref>]), however, the available results do not seem to be applicable for describing the tail behavior of the stationary distribution for regularly varying branching processes with immigration. The link between GINAR and autoregressive processes is that their autocovariance functions are identical under finite second moment assumptions, but we cannot see that it would imply anything for the tail behavior of a GINAR process knowing the tail behaviour of a corresponding autoregressive process. Further, in our situation the second moment is infinite, so the autocovariance function is not defined.</p>
<p>Very recently, Bősze and Pap [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta161_ref_005">5</xref>] have studied regularly varying non-stationary second-order Galton–Watson processes with immigration. They have found some sufficient conditions on the initial, the offspring and the immigration distributions of a non-stationary second-order Galton–Watson process with immigration under which the distribution of the process in question is regularly varying at any fixed time. The results in Bősze and Pap [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta161_ref_005">5</xref>] can be considered as extensions of the results in Barczy et al. [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta161_ref_003">3</xref>] on not necessarily stationary (first-order) Galton–Watson processes with immigration. Concerning the results in Bősze and Pap [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta161_ref_005">5</xref>] and in the present paper, there is no overlap, for more details see Remark <xref rid="j_vmsta161_stat_007">1</xref>.</p>
<p>The paper is organized as follows. In Section <xref rid="j_vmsta161_s_002">2</xref> we present preliminaries. First we recall a representation of a second-order Galton–Watson process without or with immigration as a (special) 2-type Galton–Watson process without or with immigration, respectively. Then, we derive an explicit formula for the expectation of a second-order Galton–Watson process with immigration at time <italic>n</italic> and describe its asymptotic behavior as <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_123"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\to \infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and, assuming finiteness of the second moments of the offspring distributions, we give an estimation of the second moment of a second-order Galton–Watson process (without immigration). Next, we recall sufficient conditions for the existence of a unique stationary distribution for a 2-type Galton–Watson process with immigration, and a representation of this stationary distribution. Applying these results to the special 2-type Galton–Watson process with immigration belonging to the class of second-order Galton–Watson processes with immigration, we obtain sufficient conditions for the existence of a unique distribution of the initial values <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_124"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$({X_{0}},{X_{-1}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that the process becomes strongly stationary, see Lemma <xref rid="j_vmsta161_stat_005">3</xref>. Section <xref rid="j_vmsta161_s_003">3</xref> is devoted to the proof of Theorem <xref rid="j_vmsta161_stat_002">2</xref>. In the course of the proof sufficient conditions are given under which the distribution of a second-order Galton–Watson processes (without immigration) <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_125"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({X_{n}})_{n\geqslant -1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> at a fixed time is regularly varying provided that <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_126"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is regularly varying and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_127"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{-1}}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, see Proposition <xref rid="j_vmsta161_stat_008">1</xref>. In the Appendix we collect some results on regularly varying functions and distributions, to name a few of them: convolution property, Karamata’s theorem and Potter’s bounds. Note that the ArXiv version [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta161_ref_002">2</xref>] of this paper contains more details, proofs and appendices.</p>
</sec>
<sec id="j_vmsta161_s_002">
<label>2</label>
<title>Preliminaries on second-order Galton–Watson processes with immigration</title>
<p>First, we recall a representation of a second-order Galton–Watson process without or with immigration as a (special) 2-type Galton–Watson process without or with immigration, respectively. Let <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_128"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({X_{n}})_{n\geqslant -1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a second-order Galton–Watson process with immigration given in (<xref rid="j_vmsta161_eq_002">2</xref>), and let us introduce the random vectors 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_007">
<label>(4)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right"><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\boldsymbol{Y}_{n}}:=\left[\substack{{Y_{n,1}}\\ {} {Y_{n,2}}}\right]:=\left[\substack{{X_{n}}\\ {} {X_{n-1}}}\right],\hspace{2em}n\in {\mathbb{Z}_{+}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Then we have 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_008">
<label>(5)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right"><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">Y</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">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munderover><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>+</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munderover><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\boldsymbol{Y}_{n}}={\sum \limits_{i=1}^{{Y_{n-1,1}}}}\left[\substack{{\xi _{n,i}}\\ {} 1}\right]+{\sum \limits_{j=1}^{{Y_{n-1,2}}}}\left[\substack{{\eta _{n,j}}\\ {} 0}\right]+\left[\substack{{\varepsilon _{n}}\\ {} 0}\right],\hspace{2em}n\in \mathbb{N},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
hence <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_129"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({\boldsymbol{Y}_{n}})_{n\in {\mathbb{Z}_{+}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a (special) 2-type Galton–Watson process with immigration and with initial vector 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_009">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\boldsymbol{Y}_{0}}=\left[\substack{{X_{0}}\\ {} {X_{-1}}}\right].\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
In fact, the type 1 and 2 individuals are identified with individuals of age 0 and 1, respectively, and for each <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_130"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n,i,j\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, at time <italic>n</italic>, the <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_131"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">th</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${i^{\mathrm{th}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> individual of type 1 of the <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_132"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">th</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${(n-1)^{\mathrm{th}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> generation produces <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_133"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\xi _{n,i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> individuals of type 1 and exactly one individual of type 2, and the <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_134"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">th</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${j^{\mathrm{th}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> individual of type 2 of the <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_135"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">th</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${(n-1)^{\mathrm{th}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> generation produces <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_136"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\eta _{n,j}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> individuals of type 1 and no individual of type 2.</p>
<p>The representation (<xref rid="j_vmsta161_eq_008">5</xref>) works backwards as well, namely, let <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_137"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({\boldsymbol{Y}_{k}})_{k\in {\mathbb{Z}_{+}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a special 2-type Galton–Watson process with immigration given by 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_010">
<label>(6)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right"><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</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">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munderover><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>+</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munderover><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\boldsymbol{Y}_{k}}={\sum \limits_{j=1}^{{Y_{k-1,1}}}}\left[\substack{{\xi _{k,j,1,1}}\\ {} 1}\right]+{\sum \limits_{j=1}^{{Y_{k-1,2}}}}\left[\substack{{\xi _{k,j,2,1}}\\ {} 0}\right]+\left[\substack{{\varepsilon _{k,1}}\\ {} 0}\right],\hspace{2em}k\in \mathbb{N},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_138"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\boldsymbol{Y}_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a 2-dimensional integer-valued random vector. Here, for each <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_139"><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 stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$k,j\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_140"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">i</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[$i\in \{1,2\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_141"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\xi _{k,j,i,1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> denotes the number of type 1 offsprings in the <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_142"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">th</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${k^{\mathrm{th}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> generation produced by the <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_143"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">th</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${j^{\mathrm{th}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> offspring of the <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_144"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">th</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${(k-1)^{\mathrm{th}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> generation of type <italic>i</italic>, and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_145"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\varepsilon _{k}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> denotes the number of type 1 immigrants in the <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_146"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">th</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${k^{\mathrm{th}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> generation. For the second coordinate process of <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_147"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({\boldsymbol{Y}_{k}})_{k\in {\mathbb{Z}_{+}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we get <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_148"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${Y_{k,2}}={Y_{k-1,1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_149"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$k\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and substituting this into (<xref rid="j_vmsta161_eq_010">6</xref>), the first coordinate process of <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_150"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({\boldsymbol{Y}_{k}})_{k\in {\mathbb{Z}_{+}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> satisfies 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_011">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></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">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></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">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {Y_{k,1}}={\sum \limits_{j=1}^{{Y_{k-1,1}}}}{\xi _{k,j,1,1}}+{\sum \limits_{j=1}^{{Y_{k-2,1}}}}{\xi _{k,j,2,1}}+{\varepsilon _{k,1}},\hspace{2em}k\geqslant 2.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Thus, the first coordinate process of <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_151"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({\boldsymbol{Y}_{k}})_{k\in {\mathbb{Z}_{+}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> given by (<xref rid="j_vmsta161_eq_010">6</xref>) satisfies equation (<xref rid="j_vmsta161_eq_002">2</xref>) with <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_152"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{n}}:={Y_{n,1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_153"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\xi _{n,i}}:={\xi _{n,i,1,1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_154"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\eta _{n,j}}:={\xi _{n,j,2,1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_155"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\varepsilon _{n}}:={\varepsilon _{n,1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_156"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n,i,j\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and with the initial values <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_157"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{0}}:={Y_{0,1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_158"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{-1}}:={Y_{0,2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, i.e., it is a second-order Galton–Watson process with immigration.</p>
<p>Note that, for a second-order Galton–Watson process <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_159"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({X_{n}})_{n\geqslant -1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (without immigration), the additive (or branching) property of a 2-type Galton–Watson process (without immigration) (see, e.g. in Athreya and Ney [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta161_ref_001">1</xref>, Chapter V, Section 1]), together with the law of total probability, for each <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_160"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, implies 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_012">
<label>(7)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {X_{n}}\stackrel{\mathcal{D}}{=}{\sum \limits_{i=1}^{{X_{0}}}}{\zeta _{i,0}^{(n)}}+{\sum \limits_{j=1}^{{X_{-1}}}}{\zeta _{j,-1}^{(n)}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_161"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</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">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\big\{({X_{0}},{X_{-1}}),{\zeta _{i,0}^{(n)}},{\zeta _{j,-1}^{(n)}}:i,j\in \mathbb{N}\big\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are independent random variables such that <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_162"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{{\zeta _{i,0}^{(n)}}:i\in \mathbb{N}\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are independent copies of <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_163"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${V_{n,0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_164"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{{\zeta _{j,-1}^{(n)}}:j\in \mathbb{N}\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are independent copies of <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_165"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${V_{n,-1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_166"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({V_{k,0}})_{k\geqslant -1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_167"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({V_{k,-1}})_{k\geqslant -1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are second-order Galton–Watson processes (without immigration) with initial values <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_168"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${V_{0,0}}=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_169"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${V_{-1,0}}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_170"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${V_{0,-1}}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_171"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${V_{-1,-1}}=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and with the same offspring distributions as <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_172"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({X_{k}})_{k\geqslant -1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Moreover, if <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_173"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({X_{n}})_{n\geqslant -1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a second-order Galton–Watson process with immigration, then for each <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_174"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we have 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_013">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {X_{n}}={V_{0}^{(n)}}({X_{0}},{X_{-1}})+{\sum \limits_{i=1}^{n}}{V_{i}^{(n-i)}}({\varepsilon _{i}},0),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_175"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</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:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\big\{{V_{0}^{(n)}}({X_{0}},{X_{-1}}),{V_{i}^{(n-i)}}({\varepsilon _{i}},0):i\in \{1,\dots ,n\}\big\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are independent random variables such that <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_176"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</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">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${V_{0}^{(n)}}({X_{0}},{X_{-1}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> represents the number of newborns at time <italic>n</italic>, resulting from the initial individuals <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_177"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> at time 0 and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_178"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{-1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> at time <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_179"><alternatives>
<mml:math><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$-1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and for each <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_180"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">i</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:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$i\in \{1,\dots ,n\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_181"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${V_{i}^{(n-i)}}({\varepsilon _{i}},0)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> represents the number of newborns at time <italic>n</italic>, resulting from the immigration <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_182"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\varepsilon _{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> at time <italic>i</italic>, see the ArXiv version [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta161_ref_002">2</xref>] of this paper.</p>
<p>Our next aim is to derive an explicit formula for the expectation of a subcritical second-order Galton–Watson process with immigration at time <italic>n</italic> and to describe its asymptotic behavior as <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_183"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\to \infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Recall that <italic>ξ</italic>, <italic>η</italic> and <italic>ε</italic> are random variables such that <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_184"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\xi \stackrel{\mathcal{D}}{=}{\xi _{1,1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_185"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\eta \stackrel{\mathcal{D}}{=}{\eta _{1,1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_186"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varepsilon \stackrel{\mathcal{D}}{=}{\varepsilon _{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and we put <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_187"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${m_{\xi }}=\mathbb{E}(\xi )\in [0,\infty ]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_188"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${m_{\eta }}=\mathbb{E}(\eta )\in [0,\infty ]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_189"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${m_{\varepsilon }}=\mathbb{E}(\varepsilon )\in [0,\infty ]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. If <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_190"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${m_{\xi }}\in {\mathbb{R}_{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_191"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${m_{\eta }}\in {\mathbb{R}_{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_192"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${m_{\varepsilon }}\in {\mathbb{R}_{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_193"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}({X_{0}})\in {\mathbb{R}_{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_194"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}({X_{-1}})\in {\mathbb{R}_{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then (<xref rid="j_vmsta161_eq_002">2</xref>) implies 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_014">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathbb{E}({X_{n}}\hspace{0.1667em}|\hspace{0.1667em}{\mathcal{F}_{n-1}^{X}})={X_{n-1}}{m_{\xi }}+{X_{n-2}}{m_{\eta }}+{m_{\varepsilon }},\hspace{2em}n\in \mathbb{N},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_195"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathcal{F}_{n}^{X}}:=\sigma ({X_{-1}},{X_{0}},\dots ,{X_{n}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_196"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\in {\mathbb{Z}_{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Consequently, 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_015">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathbb{E}({X_{n}})={m_{\xi }}\mathbb{E}({X_{n-1}})+{m_{\eta }}\mathbb{E}({X_{n-2}})+{m_{\varepsilon }},\hspace{2em}n\in \mathbb{N},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
which can be written in the matrix form 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_016">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \left[\substack{\mathbb{E}({X_{n}})\\ {} \mathbb{E}({X_{n-1}})}\right]={\boldsymbol{M}_{\xi ,\eta }}\left[\substack{\mathbb{E}({X_{n-1}})\\ {} \mathbb{E}({X_{n-2}})}\right]+\left[\substack{{m_{\varepsilon }}\\ {} 0}\right],\hspace{2em}n\in \mathbb{N},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
with 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_017">
<label>(8)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable columnspacing="10.0pt" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\boldsymbol{M}_{\xi ,\eta }}:=\left[\begin{array}{c@{\hskip10.0pt}c}{m_{\xi }}& {m_{\eta }}\\ {} 1& 0\end{array}\right].\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Note that <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_197"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\boldsymbol{M}_{\xi ,\eta }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the mean matrix of the 2-type Galton–Watson process <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_198"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({\boldsymbol{Y}_{n}})_{n\in {\mathbb{Z}_{+}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> given in (<xref rid="j_vmsta161_eq_007">4</xref>). Thus, we conclude 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_018">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>+</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \left[\substack{\mathbb{E}({X_{n}})\\ {} \mathbb{E}({X_{n-1}})}\right]={\boldsymbol{M}_{\xi ,\eta }^{n}}\left[\substack{\mathbb{E}({X_{0}})\\ {} \mathbb{E}({X_{-1}})}\right]+{\sum \limits_{k=1}^{n}}{\boldsymbol{M}_{\xi ,\eta }^{n-k}}\left[\substack{{m_{\varepsilon }}\\ {} 0}\right],\hspace{2em}n\in \mathbb{N}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Hence, the asymptotic behavior of the sequence <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_199"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${(\mathbb{E}({X_{n}}))_{n\in \mathbb{N}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> depends on the asymptotic behavior of the powers <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_200"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({\boldsymbol{M}_{\xi ,\eta }^{n}})_{n\in \mathbb{N}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, which is related to the spectral radius <italic>ϱ</italic> of <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_201"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\boldsymbol{M}_{\xi ,\eta }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The matrix <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_202"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\boldsymbol{M}_{\xi ,\eta }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has eigenvalues <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_203"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\lambda _{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_204"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\lambda _{-}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> given in (<xref rid="j_vmsta161_eq_006">3</xref>) and satisfying <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_205"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\lambda _{+}}\in {\mathbb{R}_{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_206"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\lambda _{-}}\in [-{\lambda _{+}},0]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, hence the spectral radius of <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_207"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\boldsymbol{M}_{\xi ,\eta }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_208"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varrho ={\lambda _{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. If <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_209"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({X_{n}})_{n\geqslant -1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a second-order Galton–Watson process with immigration such that <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_210"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${m_{\xi }}\in {\mathbb{R}_{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_211"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${m_{\eta }}\in {\mathbb{R}_{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_212"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({X_{n}})_{n\geqslant -1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is called subcritical, critical or supercritical if <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_213"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varrho <1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_214"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varrho =1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> or <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_215"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varrho >1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, respectively. It is easy to check that a second-order Galton–Watson process with immigration is subcritical, critical or supercritical if and only if <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_216"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${m_{\xi }}+{m_{\eta }}<1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_217"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${m_{\xi }}+{m_{\eta }}=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> or <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_218"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${m_{\xi }}+{m_{\eta }}>1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, respectively.</p><statement id="j_vmsta161_stat_003"><label>Lemma 1.</label>
<p><italic>Let</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_219"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({X_{n}})_{n\geqslant -1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be a second-order Galton–Watson process with immigration such that</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_220"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></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:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${m_{\xi }},{m_{\eta }}\in (0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>with</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_221"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${m_{\xi }}+{m_{\eta }}<1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_222"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${m_{\varepsilon }}\in {\mathbb{R}_{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_223"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}({X_{0}})\in {\mathbb{R}_{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_224"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}({X_{-1}})\in {\mathbb{R}_{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. Then, for all</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_225"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, we have</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_019">
<label>(9)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr class="split-mtr"><mml:mtd class="split-mtd"><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="split-mtd"><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr class="split-mtr"><mml:mtd class="split-mtd"/><mml:mtd class="split-mtd"><mml:mphantom><mml:mo>=</mml:mo><mml:mspace width="0.2778em"/></mml:mphantom><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \begin{aligned}{}\mathbb{E}({X_{n}})& =\frac{{\lambda _{+}^{n+1}}-{\lambda _{-}^{n+1}}}{{\lambda _{+}}-{\lambda _{-}}}\mathbb{E}({X_{0}})+\frac{{\lambda _{+}^{n}}-{\lambda _{-}^{n}}}{{\lambda _{+}}-{\lambda _{-}}}{m_{\eta }}\mathbb{E}({X_{-1}})\\ {} & \phantom{=\hspace{0.2778em}}+\frac{1}{{\lambda _{+}}-{\lambda _{-}}}\bigg({\lambda _{+}}\frac{1-{\lambda _{+}^{n}}}{1-{\lambda _{+}}}-{\lambda _{-}}\frac{1-{\lambda _{-}^{n}}}{1-{\lambda _{-}}}\bigg){m_{\varepsilon }},\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>and hence</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_020">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><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">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">O</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:mtext mathvariant="italic">as</mml:mtext><mml:mspace width="5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mtext mathvariant="italic">.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathbb{E}({X_{n}})=\frac{{m_{\varepsilon }}}{(1-{\lambda _{+}})(1-{\lambda _{-}})}+\operatorname{O}({\lambda _{+}^{n}})\hspace{2em}\textit{as}\hspace{5pt}n\to \infty \textit{.}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>Further, in case of</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_226"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${m_{\varepsilon }}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, i.e., when there is no immigration, we have the following more precise statements:</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_021">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">O</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:mtext mathvariant="italic">as</mml:mtext><mml:mspace width="5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mtext mathvariant="italic">,</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathbb{E}({X_{n}})=\frac{{\lambda _{+}}\mathbb{E}({X_{0}})+{m_{\eta }}\mathbb{E}({X_{-1}})}{{\lambda _{+}}-{\lambda _{-}}}{\lambda _{+}^{n}}+\operatorname{O}(|{\lambda _{-}}{|^{n}})\hspace{2em}\textit{as}\hspace{5pt}n\to \infty \textit{,}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>and</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_022">
<label>(10)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathbb{E}({X_{n}})\leqslant {\varrho ^{n}}\mathbb{E}({X_{0}})+{\varrho ^{n-1}}{m_{\eta }}\mathbb{E}({X_{-1}}),\hspace{2em}n\in \mathbb{N}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement>
<p>The first moment of a subcritical second-order Galton–Watson process <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_227"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({X_{n}})_{n\geqslant -1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (without immigration) can be estimated by (<xref rid="j_vmsta161_eq_022">10</xref>). Next, we present an auxiliary lemma on an estimation of the second moment of a subcritical second-order Galton–Watson process (without immigration).</p><statement id="j_vmsta161_stat_004"><label>Lemma 2.</label>
<p><italic>Let</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_228"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({X_{n}})_{n\geqslant -1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be a second-order Galton–Watson process (without immigration) such that</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_229"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></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:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${m_{\xi }},{m_{\eta }}\in (0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>with</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_230"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${m_{\xi }}+{m_{\eta }}<1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_231"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{0}}=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_232"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{-1}}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_233"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}({\xi ^{2}})<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_234"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}({\eta ^{2}})<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. Then for all</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_235"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_023">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</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">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">Var</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</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">ϱ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">Var</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathbb{E}({X_{n}^{2}})\leqslant \bigg(1+\frac{\operatorname{Var}(\xi )}{\varrho (1-\varrho )}+\frac{\operatorname{Var}(\eta )}{{\varrho ^{2}}(1-\varrho )}\bigg){\varrho ^{n}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement>
<p>The proofs of Lemmata <xref rid="j_vmsta161_stat_003">1</xref> and <xref rid="j_vmsta161_stat_004">2</xref> together with statements in the critical and supercritical cases can be found in the ArXiv version [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta161_ref_002">2</xref>] of this paper.</p>
<p>Next, we recall 2-type Galton–Watson processes with immigration. For each <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_236"><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 stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$k,j\in {\mathbb{Z}_{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_237"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>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[$i,\ell \in \{1,2\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the number of individuals of type <italic>i</italic> born or arrived as immigrants in the <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_238"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">th</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${k^{\mathrm{th}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> generation will be denoted by <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_239"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{k,i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the number of type <italic>ℓ</italic> offsprings produced by the <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_240"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">th</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${j^{\mathrm{th}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> individual who is of type <italic>i</italic> belonging to the <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_241"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">th</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${(k-1)^{\mathrm{th}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> generation will be denoted by <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_242"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>ℓ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\xi _{k,j,i,\ell }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and the number of type <italic>i</italic> immigrants in the <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_243"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">th</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${k^{\mathrm{th}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> generation will be denoted by <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_244"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\varepsilon _{k,i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then we have 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_024">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munderover><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>+</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munderover><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \left[\substack{{X_{k,1}}\\ {} {X_{k,2}}}\right]={\sum \limits_{j=1}^{{X_{k-1,1}}}}\left[\substack{{\xi _{k,j,1,1}}\\ {} {\xi _{k,j,1,2}}}\right]+{\sum \limits_{j=1}^{{X_{k-1,2}}}}\left[\substack{{\xi _{k,j,2,1}}\\ {} {\xi _{k,j,2,2}}}\right]+\left[\substack{{\varepsilon _{k,1}}\\ {} {\varepsilon _{k,2}}}\right],\hspace{2em}k\in \mathbb{N}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Here <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_245"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">ε</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">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">i</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 fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\big\{{\boldsymbol{X}_{0}},\hspace{0.1667em}{\boldsymbol{\xi }_{k,j,i}},\hspace{0.1667em}{\boldsymbol{\varepsilon }_{k}}:k,j\in \mathbb{N},\hspace{0.1667em}i\in \{1,2\}\big\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are supposed to be independent, and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_246"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mn>1</mml:mn></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">j</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{{\boldsymbol{\xi }_{k,j,1}}:k,j\in \mathbb{N}\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_247"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mn>2</mml:mn></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">j</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{{\boldsymbol{\xi }_{k,j,2}}:k,j\in \mathbb{N}\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_248"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">ε</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">k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{{\boldsymbol{\varepsilon }_{k}}:k\in \mathbb{N}\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are supposed to consist of identically distributed random vectors, where 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_025">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\boldsymbol{X}_{0}}:=\left[\substack{{X_{0,1}}\\ {} {X_{0,2}}}\right],\hspace{2em}{\boldsymbol{\xi }_{k,j,i}}:=\left[\substack{{\xi _{k,j,i,1}}\\ {} {\xi _{k,j,i,2}}}\right],\hspace{2em}{\boldsymbol{\varepsilon }_{k}}:=\left[\substack{{\varepsilon _{k,1}}\\ {} {\varepsilon _{k,2}}}\right].\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
For notational convenience, let <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_249"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\boldsymbol{\xi }_{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_250"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\boldsymbol{\xi }_{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_251"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="bold-italic">ε</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\boldsymbol{\varepsilon }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be random vectors such that <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_252"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\boldsymbol{\xi }_{1}}\stackrel{\mathcal{D}}{=}{\boldsymbol{\xi }_{1,1,1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_253"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\boldsymbol{\xi }_{2}}\stackrel{\mathcal{D}}{=}{\boldsymbol{\xi }_{1,1,2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_254"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="bold-italic">ε</mml:mi><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\boldsymbol{\varepsilon }\stackrel{\mathcal{D}}{=}{\boldsymbol{\varepsilon }_{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and put <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_255"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\boldsymbol{m}_{{\boldsymbol{\xi }_{1}}}}:=\mathbb{E}({\boldsymbol{\xi }_{1}})\in {[0,\infty ]^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_256"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">ξ</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 stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\boldsymbol{m}_{{\boldsymbol{\xi }_{2}}}}:=\mathbb{E}({\boldsymbol{\xi }_{2}})\in {[0,\infty ]^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_257"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">ε</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\boldsymbol{m}_{\boldsymbol{\varepsilon }}}:=\mathbb{E}(\boldsymbol{\varepsilon })\in {[0,\infty ]^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_026">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable columnspacing="10.0pt" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\boldsymbol{M}_{\boldsymbol{\xi }}}:=\left[\begin{array}{c@{\hskip10.0pt}c}{\boldsymbol{m}_{{\boldsymbol{\xi }_{1}}}}& {\boldsymbol{m}_{{\boldsymbol{\xi }_{2}}}}\end{array}\right]\in {[0,\infty ]^{2\times 2}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
We call <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_258"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\boldsymbol{M}_{\boldsymbol{\xi }}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the offspring mean matrix, and note that many authors define the offspring mean matrix as <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_259"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>⊤</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\boldsymbol{M}_{\boldsymbol{\xi }}^{\top }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. If <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_260"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\boldsymbol{m}_{{\boldsymbol{\xi }_{1}}}}\in {\mathbb{R}_{+}^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_261"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\boldsymbol{m}_{{\boldsymbol{\xi }_{2}}}}\in {\mathbb{R}_{+}^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the spectral radius of <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_262"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\boldsymbol{M}_{\boldsymbol{\xi }}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is less than 1, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_263"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\boldsymbol{M}_{\boldsymbol{\xi }}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is primitive, i.e., there exists <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_264"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$m\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_265"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\boldsymbol{M}_{\boldsymbol{\xi }}^{m}}\in {\mathbb{R}_{++}^{2\times 2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_266"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">ε</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn><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[$\mathbb{P}(\boldsymbol{\varepsilon }=\mathbf{0})<1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_267"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">ε</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≠</mml:mo><mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-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:mi mathvariant="bold-italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>⊤</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}({1_{\{\boldsymbol{\varepsilon }\ne \mathbf{0}\}}}\log ({({\boldsymbol{e}_{1}}+{\boldsymbol{e}_{2}})^{\top }}\boldsymbol{\varepsilon }))<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then, by the Theorem in Quine [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta161_ref_017">17</xref>], there exists a unique stationary distribution <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_268"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="bold-italic">π</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\boldsymbol{\pi }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_269"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({\boldsymbol{X}_{n}})_{n\in {\mathbb{Z}_{+}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. As a consequence of formula (16) for the probability generating function of <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_270"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="bold-italic">π</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\boldsymbol{\pi }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in Quine [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta161_ref_017">17</xref>], we have 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_027">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>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="bold-italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟶</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:mi mathvariant="bold-italic">π</mml:mi><mml:mspace width="2em"/><mml:mtext>as</mml:mtext><mml:mspace width="5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mtext>,</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\sum \limits_{i=0}^{n}}{\boldsymbol{V}_{i}^{(i)}}({\boldsymbol{\varepsilon }_{i}})\stackrel{\mathcal{D}}{\longrightarrow }\boldsymbol{\pi }\hspace{2em}\text{as}\hspace{5pt}n\to \infty \text{,}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_271"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">V</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">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({\boldsymbol{V}_{k}^{(i)}}({\boldsymbol{\varepsilon }_{i}}))_{k\in {\mathbb{Z}_{+}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_272"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$i\in {\mathbb{Z}_{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, are independent copies of a 2-type Galton–Watson process <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_273"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({\boldsymbol{V}_{k}}(\boldsymbol{\varepsilon }))_{k\in {\mathbb{Z}_{+}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (without immigration) with an initial vector <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_274"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">ε</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\boldsymbol{V}_{0}}(\boldsymbol{\varepsilon })=\boldsymbol{\varepsilon }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and with the same offspring distributions as <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_275"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({\boldsymbol{X}_{k}})_{k\in {\mathbb{Z}_{+}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Consequently, we have 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_028">
<label>(11)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:mi mathvariant="bold-italic">π</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\sum \limits_{i=0}^{\infty }}{\boldsymbol{V}_{i}^{(i)}}({\boldsymbol{\varepsilon }_{i}})\stackrel{\mathcal{D}}{=}\boldsymbol{\pi },\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where the series <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_276"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\textstyle\sum _{i=0}^{\infty }}{\boldsymbol{V}_{i}^{(i)}}({\boldsymbol{\varepsilon }_{i}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> converges with probability 1, see, e.g., Heyer [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta161_ref_009">9</xref>, Theorem 3.1.6]. The above representation of the stationary distribution <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_277"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="bold-italic">π</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\boldsymbol{\pi }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_278"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({\boldsymbol{X}_{n}})_{n\in {\mathbb{Z}_{+}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> can be interpreted in a way that we consider independent 2-type Galton–Watson processes without immigration such that the <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_279"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">th</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${i^{\mathrm{th}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> one admits initial vector <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_280"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\boldsymbol{\varepsilon }_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_281"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$i\in {\mathbb{Z}_{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, evaluate the <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_282"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">th</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${i^{\mathrm{th}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> 2-type Galton–Watson processes at time point <italic>i</italic>, and then sum up all these random variables.</p>
<p>Next, we give sufficient conditions for the strong stationarity of a subcritical second-order Galton–Watson process with immigration.</p><statement id="j_vmsta161_stat_005"><label>Lemma 3.</label>
<p><italic>If</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_283"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({X_{n}})_{n\geqslant -1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is a second-order Galton–Watson process with immigration such that</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_284"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></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:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${m_{\xi }},{m_{\eta }}\in (0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>with</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_285"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${m_{\xi }}+{m_{\eta }}<1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_286"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{P}(\varepsilon =0)<1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_287"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\textstyle\sum _{j=1}^{\infty }}\mathbb{P}(\varepsilon =j)\log (j)<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, then the distribution of the initial values</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_288"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$({X_{0}},{X_{-1}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>can be uniquely chosen so that the process becomes strongly stationary, and we have a representation</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_029">
<label>(12)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {X_{0}}\stackrel{\mathcal{D}}{=}{\sum \limits_{i=0}^{\infty }}{V_{i}^{(i)}}({\varepsilon _{i}}),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>where the series converges with probability 1 and</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_289"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</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">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({V_{k}^{(i)}}({\varepsilon _{i}}))_{k\geqslant -1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_290"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$i\in {\mathbb{Z}_{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, are independent copies of</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_291"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({V_{k}}(\varepsilon ))_{k\geqslant -1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, which is a second-order Galton–Watson process (without immigration) with the initial values</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_292"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${V_{0}}(\varepsilon )=\varepsilon $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_293"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${V_{-1}}(\varepsilon )=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, and with the same offspring distributions as</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_294"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({X_{k}})_{k\geqslant -1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. In fact, the distribution of</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_295"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$({X_{0}},{X_{-1}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is the unique stationary distribution of the corresponding special 2-type Galton–Watson process</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_296"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({\boldsymbol{Y}_{n}})_{n\in {\mathbb{Z}_{+}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>with immigration given in</italic> (<xref rid="j_vmsta161_eq_008">5</xref>)<italic>.</italic></p></statement><statement id="j_vmsta161_stat_006"><label>Proof.</label>
<p>First we show that the process <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_297"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({X_{n}})_{n\geqslant -1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is strongly stationary if and only if the distribution of the initial population sizes <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_298"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>⊤</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({X_{0}},{X_{-1}})^{\top }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> coincides with the stationary distribution <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_299"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="bold-italic">π</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\boldsymbol{\pi }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of the Markov chain <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_300"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({\boldsymbol{Y}_{k}})_{k\in {\mathbb{Z}_{+}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. If <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_301"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>⊤</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:mi mathvariant="bold-italic">π</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({X_{0}},{X_{-1}})^{\top }}\stackrel{\mathcal{D}}{=}\boldsymbol{\pi }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_302"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:mi mathvariant="bold-italic">π</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\boldsymbol{Y}_{0}}\stackrel{\mathcal{D}}{=}\boldsymbol{\pi }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, thus <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_303"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({\boldsymbol{Y}_{k}})_{k\in {\mathbb{Z}_{+}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is strongly stationary, and hence for each <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_304"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n,m\in {\mathbb{Z}_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_305"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$({\boldsymbol{Y}_{0}},\dots ,{\boldsymbol{Y}_{n}})\stackrel{\mathcal{D}}{=}({\boldsymbol{Y}_{m}},\dots ,{\boldsymbol{Y}_{n+m}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, yielding 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_030">
<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:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" 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="2em"/><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}& ({X_{0}},{X_{-1}},{X_{1}},{X_{0}},\dots ,{X_{n}},{X_{n-1}})\\ {} & \hspace{2em}\stackrel{\mathcal{D}}{=}({X_{m}},{X_{m-1}},{X_{m+1}},{X_{m}},\dots ,{X_{n+m}},{X_{n+m-1}}).\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Especially, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_306"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$({X_{-1}},{X_{0}},{X_{1}},\dots ,{X_{n}})\stackrel{\mathcal{D}}{=}({X_{m-1}},{X_{m}},{X_{m+1}},\dots ,{X_{n+m}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, hence <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_307"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({X_{n}})_{n\geqslant -1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is strongly stationary. Since 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_031">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ ({X_{m}},{X_{m-1}},{X_{m+1}},{X_{m}},\dots ,{X_{n+m}},{X_{n+m-1}})\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
is a continuous function of <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_308"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$({X_{m-1}},{X_{m}},{X_{m+1}},\dots ,{X_{n+m}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, these considerations work backwards as well. Consequently, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_309"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="bold-italic">π</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\boldsymbol{\pi }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the unique stationary distribution of the second-order Markov chain <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_310"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({X_{n}})_{n\geqslant -1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>The offspring mean matrix of <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_311"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({\boldsymbol{Y}_{n}})_{n\in {\mathbb{Z}_{+}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has the form 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_032">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable columnspacing="10.0pt" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \left[\begin{array}{c@{\hskip10.0pt}c}{m_{\xi }}& {m_{\eta }}\\ {} 1& 0\end{array}\right]={\boldsymbol{M}_{\xi ,\eta }},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
the spectral radius of <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_312"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\boldsymbol{M}_{\xi ,\eta }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is <italic>ϱ</italic> which is less than 1, and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_313"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\boldsymbol{M}_{\xi ,\eta }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is primitive, since 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_033">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable columnspacing="10.0pt" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable columnspacing="10.0pt" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center center"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\boldsymbol{M}_{\xi ,\eta }^{2}}={\left[\begin{array}{c@{\hskip10.0pt}c}{m_{\xi }}& {m_{\eta }}\\ {} 1& 0\end{array}\right]^{2}}=\left[\begin{array}{c@{\hskip10.0pt}c}{m_{\xi }^{2}}+{m_{\eta }}& {m_{\xi }}{m_{\eta }}\\ {} {m_{\xi }}& {m_{\eta }}\end{array}\right]\in {(0,\infty )^{2}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Hence, as it was recalled earlier, there exists a unique stationary distribution <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_314"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="bold-italic">π</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\boldsymbol{\pi }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_315"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({\boldsymbol{Y}_{n}})_{n\in {\mathbb{Z}_{+}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Moreover, the stationary distribution <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_316"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="bold-italic">π</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\boldsymbol{\pi }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_317"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({\boldsymbol{Y}_{n}})_{n\in {\mathbb{Z}_{+}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has a representation given in (<xref rid="j_vmsta161_eq_028">11</xref>). Using the considerations for the backward representation, we have <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_318"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>⊤</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({\boldsymbol{e}_{1}^{\top }}{\boldsymbol{V}_{k}}(\boldsymbol{\varepsilon }))_{k\in {\mathbb{Z}_{+}}}}={({V_{k}}(\varepsilon ))_{k\in {\mathbb{Z}_{+}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_319"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>⊤</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</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" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({\boldsymbol{e}_{2}^{\top }}{\boldsymbol{V}_{k}}(\boldsymbol{\varepsilon }))_{k\in {\mathbb{Z}_{+}}}}={({V_{k-1}}(\varepsilon ))_{k\in {\mathbb{Z}_{+}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_320"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({V_{k}}(\varepsilon ))_{k\geqslant -1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a second-order Galton–Watson process (without immigration) with initial values <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_321"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${V_{0}}(\varepsilon )=\varepsilon $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_322"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${V_{-1}}(\varepsilon )=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and with the same offspring distributions as <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_323"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({X_{k}})_{k\geqslant -1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Consequently, the marginals of the stationary distribution <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_324"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="bold-italic">π</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\boldsymbol{\pi }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are the same distributions <italic>π</italic>. So, under the given conditions, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_325"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({X_{n}})_{n\geqslant -1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is strongly stationary if and only if the distribution of <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_326"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$({X_{0}},{X_{-1}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> coincides with <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_327"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="bold-italic">π</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\boldsymbol{\pi }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. In this case the distribution of <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_328"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is <italic>π</italic>, and it admits the representation (<xref rid="j_vmsta161_eq_029">12</xref>).  □</p></statement>
<p>Note also that <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_329"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({X_{n}})_{n\geqslant -1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is only a second-order Markov chain, but not a Markov chain. <statement id="j_vmsta161_stat_007"><label>Remark 1.</label>
<p>Note that there is no overlap between the results in the recent paper of Bősze and Pap [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta161_ref_005">5</xref>] on non-stationary second-order Galton–Watson processes with immigration and in the present paper. In [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta161_ref_005">5</xref>] the authors always suppose that the initial values <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_330"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_331"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{-1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of a second-order Galton–Watson process with immigration <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_332"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({X_{n}})_{n\geqslant -1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are independent, so in the results of [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta161_ref_005">5</xref>] the distribution of <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_333"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$({X_{0}},{X_{-1}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> cannot be chosen as the unique stationary distribution <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_334"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="bold-italic">π</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\boldsymbol{\pi }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of the special 2-type Galton–Watson process <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_335"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({\boldsymbol{Y}_{n}})_{n\in {\mathbb{Z}_{+}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with immigration given in (<xref rid="j_vmsta161_eq_008">5</xref>), since the marginals of <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_336"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="bold-italic">π</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\boldsymbol{\pi }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are not independent in general.  □</p></statement></p>
</sec>
<sec id="j_vmsta161_s_003">
<label>3</label>
<title>Proof of Theorem <xref rid="j_vmsta161_stat_002">2</xref></title>
<p>For the proof of Theorem <xref rid="j_vmsta161_stat_002">2</xref>, we need an auxiliary result on the tail behaviour of second-order Galton–Watson processes (without immigration) <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_337"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({X_{n}})_{n\geqslant -1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_338"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is regularly varying and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_339"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{-1}}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p><statement id="j_vmsta161_stat_008"><label>Proposition 1.</label>
<p><italic>Let</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_340"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({X_{n}})_{n\geqslant -1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be a second-order Galton–Watson process (without immigration) such that</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_341"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is regularly varying with index</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_342"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\beta _{0}}\in {\mathbb{R}_{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_343"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{-1}}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_344"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${m_{\xi }}\in (0,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_345"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${m_{\eta }}\in {\mathbb{R}_{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. In case of</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_346"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\beta _{0}}\in [1,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, assume additionally that there exists</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_347"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$r\in ({\beta _{0}},\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>with</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_348"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}({\xi ^{r}})<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_349"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}({\eta ^{r}})<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. Then for all</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_350"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_034">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">∼</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:mtext mathvariant="italic">as</mml:mtext><mml:mspace width="5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mtext mathvariant="italic">,</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathbb{P}({X_{n}}>x)\sim {m_{n}^{{\beta _{0}}}}\mathbb{P}({X_{0}}>x)\hspace{2em}\textit{as}\hspace{5pt}x\to \infty \textit{,}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>where</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_351"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${m_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_352"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$i\in {\mathbb{Z}_{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, are given in Theorem</italic> <xref rid="j_vmsta161_stat_002"><italic>2</italic></xref><italic>, and hence,</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_353"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is also regularly varying with index</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_354"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\beta _{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>for each</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_355"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p></statement><statement id="j_vmsta161_stat_009"><label>Proof of Proposition 1.</label>
<p>Let us fix <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_356"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. In view of the additive property (<xref rid="j_vmsta161_eq_012">7</xref>), it is sufficient to prove 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_035">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><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">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">∼</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:mtext>as</mml:mtext><mml:mspace width="5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mtext>.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathbb{P}\Bigg({\sum \limits_{i=1}^{{X_{0}}}}{\zeta _{i,0}^{(n)}}>x\Bigg)\sim {m_{n}^{{\beta _{0}}}}\mathbb{P}({X_{0}}>x)\hspace{2em}\text{as}\hspace{5pt}x\to \infty \text{.}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
This follows from Proposition <xref rid="j_vmsta161_stat_022">A.1</xref>, since <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_357"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}({\zeta _{1,0}^{(n)}})={m_{n}}\in (0,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_358"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, by (<xref rid="j_vmsta161_eq_019">9</xref>).  □</p></statement><statement id="j_vmsta161_stat_010"><label>Proof of Theorem 2.</label>
<p>We will use the ideas of the proof of Theorem 2.1.1 in Basrak et al. [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta161_ref_004">4</xref>] and the representation (<xref rid="j_vmsta161_eq_029">12</xref>) of the distribution of <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_359"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Recall that <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_360"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</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">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({V_{k}^{(i)}}({\varepsilon _{i}}))_{k\geqslant -1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_361"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$i\in {\mathbb{Z}_{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, are independent copies of <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_362"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({V_{k}}(\varepsilon ))_{k\geqslant -1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, which is a second-order Galton–Watson process (without immigration) with the initial values <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_363"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${V_{0}}(\varepsilon )=\varepsilon $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_364"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${V_{-1}}(\varepsilon )=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and with the same offspring distributions as <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_365"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({X_{k}})_{k\geqslant -1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Due to the representation (<xref rid="j_vmsta161_eq_012">7</xref>), for each <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_366"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$i\in {\mathbb{Z}_{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we have 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_036">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {V_{i}^{(i)}}({\varepsilon _{i}})\stackrel{\mathcal{D}}{=}{\sum \limits_{j=1}^{{\varepsilon _{i}}}}{\zeta _{j,0}^{(i)}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_367"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\big\{{\varepsilon _{i}},{\zeta _{j,0}^{(i)}}:j\in \mathbb{N}\big\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are independent random variables such that <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_368"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{{\zeta _{j,0}^{(i)}}:j\in \mathbb{N}\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are independent copies of <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_369"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${V_{i,0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_370"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({V_{k,0}})_{k\geqslant -1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a second-order Galton–Watson process (without immigration) with the initial values <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_371"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${V_{0,0}}=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_372"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${V_{-1,0}}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and with the same offspring distributions as <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_373"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({X_{k}})_{k\geqslant -1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. For each <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_374"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$i\in {\mathbb{Z}_{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, by Proposition <xref rid="j_vmsta161_stat_008">1</xref>, we obtain <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_375"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">∼</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{P}({V_{i}^{(i)}}({\varepsilon _{i}})>x)\sim {m_{i}^{\alpha }}\mathbb{P}(\varepsilon >x)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_376"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\to \infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, yielding that the random variables <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_377"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${V_{i}^{(i)}}({\varepsilon _{i}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_378"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$i\in {\mathbb{Z}_{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, are also regularly varying with index <italic>α</italic>. Since <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_379"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${V_{i}^{(i)}}({\varepsilon _{i}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_380"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$i\in {\mathbb{Z}_{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, are independent, for each <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_381"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\in {\mathbb{Z}_{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, by Lemma <xref rid="j_vmsta161_stat_019">A.5</xref>, we have 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_037">
<label>(13)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right"><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</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">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</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">i</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">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:mtext>as</mml:mtext><mml:mspace width="5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mtext>,</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathbb{P}\bigg({\sum \limits_{i=0}^{n}}{V_{i}^{(i)}}({\varepsilon _{i}})>x\bigg)\sim {\sum \limits_{i=0}^{n}}{m_{i}^{\alpha }}\mathbb{P}(\varepsilon >x)\hspace{2em}\text{as}\hspace{5pt}x\to \infty \text{,}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and hence the random variables <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_382"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\textstyle\sum _{i=0}^{n}}{V_{i}^{(i)}}({\varepsilon _{i}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_383"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\in {\mathbb{Z}_{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, are also regularly varying with index <italic>α</italic>. For each <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_384"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, using that <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_385"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${V_{i}^{(i)}}({\varepsilon _{i}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_386"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$i\in {\mathbb{Z}_{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, are non-negative, we have 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_038">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim inf</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim inf</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim inf</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}\underset{x\to \infty }{\liminf }\frac{\mathbb{P}({X_{0}}>x)}{\mathbb{P}(\varepsilon >x)}& =\underset{x\to \infty }{\liminf }\frac{\mathbb{P}({\textstyle\textstyle\sum _{i=0}^{\infty }}{V_{i}^{(i)}}({\varepsilon _{i}})>x)}{\mathbb{P}(\varepsilon >x)}\\ {} & \geqslant \underset{x\to \infty }{\liminf }\frac{\mathbb{P}({\textstyle\textstyle\sum _{i=0}^{n}}{V_{i}^{(i)}}({\varepsilon _{i}})>x)}{\mathbb{P}(\varepsilon >x)}={\sum \limits_{i=0}^{n}}{m_{i}^{\alpha }},\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
hence, letting <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_387"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\to \infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we obtain 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_039">
<label>(14)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim inf</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>⩾</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{x\to \infty }{\liminf }\frac{\mathbb{P}({X_{0}}>x)}{\mathbb{P}(\varepsilon >x)}\geqslant {\sum \limits_{i=0}^{\infty }}{m_{i}^{\alpha }}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Moreover, for each <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_388"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_389"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$q\in (0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we have 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_040">
<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:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</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">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}& \underset{x\to \infty }{\limsup }\frac{\mathbb{P}({X_{0}}>x)}{\mathbb{P}(\varepsilon >x)}=\underset{x\to \infty }{\limsup }\frac{\mathbb{P}\big({\textstyle\textstyle\sum _{i=0}^{n-1}}{V_{i}^{(i)}}({\varepsilon _{i}})+{\textstyle\textstyle\sum _{i=n}^{\infty }}{V_{i}^{(i)}}({\varepsilon _{i}})>x\big)}{\mathbb{P}(\varepsilon >x)}\\ {} & \leqslant \underset{x\to \infty }{\limsup }\frac{\mathbb{P}\big({\textstyle\textstyle\sum _{i=0}^{n-1}}{V_{i}^{(i)}}({\varepsilon _{i}})>(1-q)x\big)+\mathbb{P}\big({\textstyle\textstyle\sum _{i=n}^{\infty }}{V_{i}^{(i)}}({\varepsilon _{i}})>qx\big)}{\mathbb{P}(\varepsilon >x)}\\ {} & \leqslant {L_{1,n}}(q)+{L_{2,n}}(q)\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
with 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_041">
<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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</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">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}& {L_{1,n}}(q):=\underset{x\to \infty }{\limsup }\frac{\mathbb{P}\big({\textstyle\textstyle\sum _{i=0}^{n-1}}{V_{i}^{(i)}}({\varepsilon _{i}})>(1-q)x\big)}{\mathbb{P}(\varepsilon >x)},\\ {} & {L_{2,n}}(q):=\underset{x\to \infty }{\limsup }\frac{\mathbb{P}\big({\textstyle\textstyle\sum _{i=n}^{\infty }}{V_{i}^{(i)}}({\varepsilon _{i}})>qx\big)}{\mathbb{P}(\varepsilon >x)}.\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Since <italic>ε</italic> is regularly varying with index <italic>α</italic>, by (<xref rid="j_vmsta161_eq_037">13</xref>), we obtain 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_042">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</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">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</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">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>·</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</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">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msup>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}{L_{1,n}}(q)& =\underset{x\to \infty }{\limsup }\frac{\mathbb{P}\big({\textstyle\textstyle\sum _{i=0}^{n-1}}{V_{i}^{(i)}}({\varepsilon _{i}})>(1-q)x\big)}{\mathbb{P}(\varepsilon >(1-q)x)}\cdot \frac{\mathbb{P}(\varepsilon >(1-q)x)}{\mathbb{P}(\varepsilon >x)}\\ {} & ={(1-q)^{-\alpha }}{\sum \limits_{i=0}^{n-1}}{m_{i}^{\alpha }}\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_043">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>·</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}{L_{2,n}}(q)& =\underset{x\to \infty }{\limsup }\frac{\mathbb{P}\big({\textstyle\textstyle\sum _{i=n}^{\infty }}{V_{i}^{(i)}}({\varepsilon _{i}})>qx\big)}{\mathbb{P}(\varepsilon >qx)}\cdot \frac{\mathbb{P}(\varepsilon >qx)}{\mathbb{P}(\varepsilon >x)}\\ {} & ={q^{-\alpha }}\underset{x\to \infty }{\limsup }\frac{\mathbb{P}\big({\textstyle\textstyle\sum _{i=n}^{\infty }}{V_{i}^{(i)}}({\varepsilon _{i}})>qx\big)}{\mathbb{P}(\varepsilon >qx)},\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and hence 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_044">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>=</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">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msup>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}\underset{n\to \infty }{\lim }{L_{1,n}}(q)& ={(1-q)^{-\alpha }}{\sum \limits_{i=0}^{\infty }}{m_{i}^{\alpha }},\\ {} \underset{n\to \infty }{\lim }{L_{2,n}}(q)& ={q^{-\alpha }}\underset{n\to \infty }{\lim }\underset{x\to \infty }{\limsup }\frac{\mathbb{P}\big({\textstyle\textstyle\sum _{i=n}^{\infty }}{V_{i}^{(i)}}({\varepsilon _{i}})>qx\big)}{\mathbb{P}(\varepsilon >qx)}.\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
The aim of the following discussion is to show 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_045">
<label>(15)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{n\to \infty }{\lim }\underset{x\to \infty }{\limsup }\frac{\mathbb{P}\big({\textstyle\textstyle\sum _{i=n}^{\infty }}{V_{i}^{(i)}}({\varepsilon _{i}})>qx\big)}{\mathbb{P}(\varepsilon >qx)}=0,\hspace{2em}q\in (0,1).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>First, we consider the case <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_390"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha \in (0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. For each <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_391"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in (0,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_392"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_393"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\delta \in (0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we have 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_046">
<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:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><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">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><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="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">(</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.2778em"/><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" 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:mphantom><mml:mo>=</mml:mo><mml:mspace width="0.2778em"/></mml:mphantom><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">(</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.2778em"/><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>⩽</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" 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="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">(</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.2778em"/><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" 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:mspace width="1em"/><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">(</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>⩽</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.2778em"/><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>⩽</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" 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="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">(</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>⩽</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><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>:</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}& \mathbb{P}\Bigg({\sum \limits_{i=n}^{\infty }}{V_{i}^{(i)}}({\varepsilon _{i}})>x\Bigg)\\ {} & =\mathbb{P}\Bigg(\sum \limits_{i\geqslant n}{V_{i}^{(i)}}({\varepsilon _{i}})>x,\hspace{0.2778em}\underset{i\geqslant n}{\sup }{\varrho ^{i}}{\varepsilon _{i}}>(1-\delta )x\Bigg)\\ {} & \phantom{=\hspace{0.2778em}}+\mathbb{P}\Bigg(\sum \limits_{i\geqslant n}{V_{i}^{(i)}}({\varepsilon _{i}})>x,\hspace{0.2778em}\underset{i\geqslant n}{\sup }{\varrho ^{i}}{\varepsilon _{i}}\leqslant (1-\delta )x\Bigg)\\ {} & =\mathbb{P}\Bigg(\sum \limits_{i\geqslant n}{V_{i}^{(i)}}({\varepsilon _{i}})>x,\hspace{0.2778em}\underset{i\geqslant n}{\sup }{\varrho ^{i}}{\varepsilon _{i}}>(1-\delta )x\Bigg)\\ {} & \hspace{1em}+\mathbb{P}\Bigg(\sum \limits_{i\geqslant n}{V_{i}^{(i)}}({\varepsilon _{i}}){1_{\{{\varepsilon _{i}}\leqslant (1-\delta ){\varrho ^{-i}}x\}}}>x,\hspace{0.2778em}\underset{i\geqslant n}{\sup }{\varrho ^{i}}{\varepsilon _{i}}\leqslant (1-\delta )x\Bigg)\\ {} & \leqslant \mathbb{P}\bigg(\underset{i\geqslant n}{\sup }{\varrho ^{i}}{\varepsilon _{i}}>(1-\delta )x\bigg)+\mathbb{P}\Bigg(\sum \limits_{i\geqslant n}{V_{i}^{(i)}}({\varepsilon _{i}}){1_{\{{\varepsilon _{i}}\leqslant (1-\delta ){\varrho ^{-i}}x\}}}>x\Bigg)\\ {} & =:{P_{1,n}}(x,\delta )+{P_{2,n}}(x,\delta ),\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_394"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varrho ={\lambda _{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. By subadditivity of probability, 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_047">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</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[\[ {P_{1,n}}(x,\delta )\leqslant \sum \limits_{i\geqslant n}\mathbb{P}({\varrho ^{i}}{\varepsilon _{i}}>(1-\delta )x)=\sum \limits_{i\geqslant n}\mathbb{P}(\varepsilon >(1-\delta ){\varrho ^{-i}}x).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Using Potter’s upper bound (see Lemma <xref rid="j_vmsta161_stat_021">A.6</xref>), for <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_395"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">δ</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:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\delta \in (0,\frac{\alpha }{2})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, there exists <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_396"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${x_{0}}\in (0,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_048">
<label>(16)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo 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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo 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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \frac{\mathbb{P}(\varepsilon >(1-\delta ){\varrho ^{-i}}x)}{\mathbb{P}(\varepsilon >x)}<(1+\delta ){[(1-\delta ){\varrho ^{-i}}]^{-\alpha +\delta }}<(1+\delta ){[(1-\delta ){\varrho ^{-i}}]^{-\frac{\alpha }{2}}}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
if <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_397"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in [{x_{0}},\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_398"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(1-\delta ){\varrho ^{-i}}\in [1,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, which holds for sufficiently large <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_399"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$i\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> due to <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_400"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varrho \in (0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Consequently, if <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_401"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">δ</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:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\delta \in (0,\frac{\alpha }{2})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_049">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:munder><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo 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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{n\to \infty }{\lim }\underset{x\to \infty }{\limsup }\frac{{P_{1,n}}(x,\delta )}{\mathbb{P}(\varepsilon >x)}\leqslant \underset{n\to \infty }{\lim }\sum \limits_{i\geqslant n}(1+\delta ){[(1-\delta ){\varrho ^{-i}}]^{-\frac{\alpha }{2}}}=0,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
since <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_402"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\varrho ^{\frac{\alpha }{2}}}<1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (due to <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_403"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varrho \in (0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>) yields <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_404"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\textstyle\sum _{i=0}^{\infty }}{({\varrho ^{-i}})^{-\alpha /2}}<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Now we turn to prove that <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_405"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\lim \nolimits_{n\to \infty }}{\limsup _{x\to \infty }}\frac{{P_{2,n}}(x,\delta )}{\mathbb{P}({\varepsilon _{1}}>x)}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. By Markov’s inequality, 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_050">
<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:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:munder><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>⩽</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {P_{2,n}}(x,\delta )\leqslant \frac{1}{x}\sum \limits_{i\geqslant n}\mathbb{E}\big({V_{i}^{(i)}}({\varepsilon _{i}}){1_{\{{\varepsilon _{i}}\leqslant (1-\delta ){\varrho ^{-i}}x\}}}\big).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
By the representation <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_406"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${V_{i}^{(i)}}({\varepsilon _{i}})\stackrel{\mathcal{D}}{=}{\textstyle\sum _{j=1}^{{\varepsilon _{i}}}}{\zeta _{j,0}^{(i)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we have 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_051">
<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:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>⩽</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><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>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>⩽</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><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:mspace width="1em"/><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">[</mml:mo><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><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>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>⩽</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo maxsize="2.45em" minsize="2.45em" stretchy="true">|</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">)</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><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>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>⩽</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><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:mspace width="1em"/><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</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:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>⩽</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}& \mathbb{E}\big({V_{i}^{(i)}}({\varepsilon _{i}}){1_{\{{\varepsilon _{i}}\leqslant (1-\delta ){\varrho ^{-i}}x\}}}\big)=\mathbb{E}\Bigg({\sum \limits_{j=1}^{{\varepsilon _{i}}}}{\zeta _{j,0}^{(i)}}{1_{\{{\varepsilon _{i}}\leqslant (1-\delta ){\varrho ^{-i}}x\}}}\Bigg)\\ {} & \hspace{1em}=\mathbb{E}\Bigg[\mathbb{E}\Bigg({\sum \limits_{j=1}^{{\varepsilon _{i}}}}{\zeta _{j,0}^{(i)}}{1_{\{{\varepsilon _{i}}\leqslant (1-\delta ){\varrho ^{-i}}x\}}}\hspace{0.1667em}\Bigg|\hspace{0.1667em}{\varepsilon _{i}}\Bigg)\Bigg]=\mathbb{E}\Bigg({\sum \limits_{j=1}^{{\varepsilon _{i}}}}\mathbb{E}({\zeta _{1,0}^{(i)}}){1_{\{{\varepsilon _{i}}\leqslant (1-\delta ){\varrho ^{-i}}x\}}}\Bigg)\\ {} & \hspace{1em}=\mathbb{E}({\zeta _{1,0}^{(i)}})\mathbb{E}\big({\varepsilon _{i}}{1_{\{{\varepsilon _{i}}\leqslant (1-\delta ){\varrho ^{-i}}x\}}}\big),\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
since <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_407"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{{\zeta _{j,0}^{(i)}}:j\in \mathbb{N}\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_408"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\varepsilon _{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are independent. Moreover, 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_052">
<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:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>⩽</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></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:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}& \mathbb{E}\big({\varepsilon _{i}}{1_{\{{\varepsilon _{i}}\leqslant (1-\delta ){\varrho ^{-i}}x\}}}\big)=\mathbb{E}\big(\varepsilon {1_{\{\varepsilon \leqslant (1-\delta ){\varrho ^{-i}}x\}}}\big)={\int _{0}^{\infty }}\mathbb{P}\big(\varepsilon {1_{\{\varepsilon \leqslant (1-\delta ){\varrho ^{-i}}x\}}}>t\big)\hspace{0.1667em}\mathrm{d}t\\ {} & \hspace{1em}={\int _{0}^{(1-\delta ){\varrho ^{-i}}x}}\mathbb{P}(t<\varepsilon \leqslant (1-\delta ){\varrho ^{-i}}x)\hspace{0.1667em}\mathrm{d}t\leqslant {\int _{0}^{(1-\delta ){\varrho ^{-i}}x}}\mathbb{P}(\varepsilon >t)\hspace{0.1667em}\mathrm{d}t.\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
By Karamata’s theorem (see Theorem <xref rid="j_vmsta161_stat_020">A.1</xref>), we have 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_053">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{y\to \infty }{\lim }\frac{{\textstyle\textstyle\int _{0}^{y}}\mathbb{P}(\varepsilon >t)\hspace{0.1667em}\mathrm{d}t}{y\mathbb{P}(\varepsilon >y)}=\frac{1}{1-\alpha },\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
thus there exists <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_409"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${y_{0}}\in (0,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_054">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\int _{0}^{y}}\mathbb{P}(\varepsilon >t)\hspace{0.1667em}\mathrm{d}t\leqslant \frac{2y\mathbb{P}(\varepsilon >y)}{1-\alpha },\hspace{2em}y\in [{y_{0}},\infty ),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
hence 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_055">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml: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>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\int _{0}^{(1-\delta ){\varrho ^{-i}}x}}\mathbb{P}(\varepsilon >t)\hspace{0.1667em}\mathrm{d}t\leqslant \frac{2(1-\delta ){\varrho ^{-i}}x\mathbb{P}(\varepsilon >(1-\delta ){\varrho ^{-i}}x)}{1-\alpha }\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
whenever <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_410"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(1-\delta ){\varrho ^{-i}}x\in [{y_{0}},\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, which holds for <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_411"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$i\geqslant n$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with sufficiently large <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_412"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_413"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml: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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in [{(1-\delta )^{-1}}{\varrho ^{n}}{y_{0}},\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> due to <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_414"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varrho \in (0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Thus, for sufficiently large <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_415"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_416"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml: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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in [{(1-\delta )^{-1}}{\varrho ^{n}}{y_{0}},\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we obtain 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_056">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:munder><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</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:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:munder><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}\frac{{P_{2,n}}(x,\delta )}{\mathbb{P}(\varepsilon >x)}& \leqslant \frac{1}{x\mathbb{P}(\varepsilon >x)}\sum \limits_{i\geqslant n}\mathbb{E}({\zeta _{1,0}^{(i)}}){\int _{0}^{(1-\delta ){\varrho ^{-i}}x}}\mathbb{P}(\varepsilon >t)\hspace{0.1667em}\mathrm{d}t\\ {} & \leqslant \frac{2(1-\delta )}{1-\alpha }\sum \limits_{i\geqslant n}\frac{\mathbb{P}(\varepsilon >(1-\delta ){\varrho ^{-i}}x)}{\mathbb{P}(\varepsilon >x)},\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
since <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_417"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</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:mo>⩽</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}({\zeta _{1,0}^{(i)}})\leqslant {\varrho ^{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_418"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$i\in {\mathbb{Z}_{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, by (<xref rid="j_vmsta161_eq_022">10</xref>) and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_419"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\zeta _{1,0}^{(0)}}=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Using (<xref rid="j_vmsta161_eq_048">16</xref>), we get 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_057">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:munder><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo 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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \frac{{P_{2,n}}(x,\delta )}{\mathbb{P}(\varepsilon >x)}\leqslant \frac{2(1-\delta )}{1-\alpha }\sum \limits_{i\geqslant n}(1+\delta ){[(1-\delta ){\varrho ^{-i}}]^{-\frac{\alpha }{2}}}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
for <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_420"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">δ</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:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\delta \in (0,\frac{\alpha }{2})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, for sufficiently large <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_421"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and for all <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_422"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">max</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</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">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in [\max ({x_{0}},{(1-\delta )^{-1}}{\varrho ^{n}}{y_{0}}),\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Hence for <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_423"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">δ</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:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\delta \in (0,\frac{\alpha }{2})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> we have 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_058">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><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:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:munder><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msup><mml:mrow><mml:mo 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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{n\to \infty }{\lim }\underset{x\to \infty }{\limsup }\frac{{P_{2,n}}(x,\delta )}{\mathbb{P}(\varepsilon >x)}\leqslant \underset{n\to \infty }{\lim }\frac{2(1-{\delta ^{2}})}{1-\alpha }\sum \limits_{i\geqslant n}{[(1-\delta ){\varrho ^{-i}}]^{-\frac{\alpha }{2}}}=0,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where the last step follows by the fact that the series <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_424"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\textstyle\sum _{i=0}^{\infty }}{({\varrho ^{i}})^{\frac{\alpha }{2}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is convergent, since <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_425"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varrho \in (0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Consequently, due to the fact that <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_426"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{P}({\textstyle\sum _{i=n}^{\infty }}{V_{i}^{(i)}}({\varepsilon _{i}})\hspace{0.1667em}>\hspace{0.1667em}x)\hspace{0.1667em}\leqslant \hspace{0.1667em}{P_{1,n}}(x,\delta )+{P_{2,n}}(x,\delta )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_427"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in (0,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_428"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_429"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\delta \in (0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we obtain (<xref rid="j_vmsta161_eq_045">15</xref>), and we conclude <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_430"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\lim \nolimits_{n\to \infty }}{L_{2,n}}(q)=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for all <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_431"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$q\in (0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Thus we obtain 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_059">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msup>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{x\to \infty }{\limsup }\frac{\mathbb{P}({X_{0}}>x)}{\mathbb{P}(\varepsilon >x)}\leqslant \underset{n\to \infty }{\lim }{L_{1,n}}(q)+\underset{n\to \infty }{\lim }{L_{2,n}}(q)={(1-q)^{-\alpha }}{\sum \limits_{i=0}^{\infty }}{m_{i}^{\alpha }}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
for all <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_432"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$q\in (0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Letting <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_433"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">↓</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$q\downarrow 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, this yields 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_060">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>⩽</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{x\to \infty }{\limsup }\frac{\mathbb{P}({X_{0}}>x)}{\mathbb{P}(\varepsilon >x)}\leqslant {\sum \limits_{i=0}^{\infty }}{m_{i}^{\alpha }}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Taking into account (<xref rid="j_vmsta161_eq_039">14</xref>), the proof of (<xref rid="j_vmsta161_eq_045">15</xref>) is complete in case of <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_434"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha \in (0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Next, we consider the case <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_435"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha \in [1,2)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Note that (<xref rid="j_vmsta161_eq_045">15</xref>) is equivalent to 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_061">
<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:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></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:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}& \underset{n\to \infty }{\lim }\underset{x\to \infty }{\limsup }\frac{\mathbb{P}\big({\textstyle\textstyle\sum _{i=n}^{\infty }}{V_{i}^{(i)}}({\varepsilon _{i}})>\sqrt{x}\big)}{\mathbb{P}(\varepsilon >\sqrt{x})}\\ {} & \hspace{2em}=\underset{n\to \infty }{\lim }\underset{x\to \infty }{\limsup }\frac{\mathbb{P}\big({\big({\textstyle\textstyle\sum _{i=n}^{\infty }}{V_{i}^{(i)}}({\varepsilon _{i}})\big)^{2}}>x\big)}{\mathbb{P}({\varepsilon ^{2}}>x)}=0.\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Repeating a similar argument as for <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_436"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha \in (0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we obtain 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_062">
<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:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><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="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.2778em"/><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" 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:mphantom><mml:mspace width="1em"/></mml:mphantom><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.2778em"/><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><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="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.2778em"/><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" 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:mspace width="1em"/><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.2778em"/><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><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="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><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>:</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}& \mathbb{P}\Bigg({\left({\sum \limits_{i=n}^{\infty }}{V_{i}^{(i)}}({\varepsilon _{i}})\right)^{2}}>x\Bigg)\\ {} & =\mathbb{P}\Bigg({\left({\sum \limits_{i=n}^{\infty }}{V_{i}^{(i)}}({\varepsilon _{i}})\right)^{2}}>x,\hspace{0.2778em}\underset{i\geqslant n}{\sup }{\varrho ^{2i}}{\varepsilon _{i}^{2}}>(1-\delta )x\Bigg)\\ {} & \phantom{\hspace{1em}}+\mathbb{P}\Bigg({\left({\sum \limits_{i=n}^{\infty }}{V_{i}^{(i)}}({\varepsilon _{i}})\right)^{2}}>x,\hspace{0.2778em}\underset{i\geqslant n}{\sup }{\varrho ^{2i}}{\varepsilon _{i}^{2}}\leqslant (1-\delta )x\Bigg)\\ {} & =\mathbb{P}\Bigg({\left({\sum \limits_{i=n}^{\infty }}{V_{i}^{(i)}}({\varepsilon _{i}})\right)^{2}}>x,\hspace{0.2778em}\underset{i\geqslant n}{\sup }{\varrho ^{2i}}{\varepsilon _{i}^{2}}>(1-\delta )x\Bigg)\\ {} & \hspace{1em}+\mathbb{P}\Bigg({\left({\sum \limits_{i=n}^{\infty }}{V_{i}^{(i)}}({\varepsilon _{i}}){1_{\{{\varepsilon _{i}^{2}}\leqslant (1-\delta ){\varrho ^{-2i}}x\}}}\right)^{2}}>x,\hspace{0.2778em}\underset{i\geqslant n}{\sup }{\varrho ^{2i}}{\varepsilon _{i}^{2}}\leqslant (1-\delta )x\Bigg)\\ {} & \leqslant \mathbb{P}\bigg(\underset{i\geqslant n}{\sup }{\varrho ^{2i}}{\varepsilon _{i}^{2}}>(1-\delta )x\bigg)+\mathbb{P}\Bigg({\left({\sum \limits_{i=n}^{\infty }}{V_{i}^{(i)}}({\varepsilon _{i}}){1_{\{{\varepsilon _{i}^{2}}\leqslant (1-\delta ){\varrho ^{-2i}}x\}}}\right)^{2}}>x\Bigg)\\ {} & =:{P_{1,n}}(x,\delta )+{P_{2,n}}(x,\delta )\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
for each <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_437"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in (0,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_438"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_439"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\delta \in (0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. By the subadditivity of probability, 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_063">
<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:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>⩽</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {P_{1,n}}(x,\delta )\leqslant {\sum \limits_{i=n}^{\infty }}\mathbb{P}({\varrho ^{2i}}{\varepsilon _{i}^{2}}>(1-\delta )x)={\sum \limits_{i=n}^{\infty }}\mathbb{P}({\varepsilon ^{2}}>(1-\delta ){\varrho ^{-2i}}x)\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
for each <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_440"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in (0,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_441"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_442"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\delta \in (0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Since <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_443"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\varepsilon ^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is regularly varying with index <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_444"><alternatives>
<mml:math><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\frac{\alpha }{2}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (see Lemma <xref rid="j_vmsta161_stat_014">A.1</xref>), using Potter’s upper bound (see Lemma <xref rid="j_vmsta161_stat_021">A.6</xref>) for <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_445"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\delta \in \big(0,\frac{\alpha }{4}\big)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, there exists <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_446"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${x_{0}}\in (0,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_064">
<label>(17)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo 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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo 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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \frac{\mathbb{P}({\varepsilon ^{2}}>(1-\delta ){\varrho ^{-2i}}x)}{\mathbb{P}({\varepsilon ^{2}}>x)}<(1+\delta ){[(1-\delta ){\varrho ^{-2i}}]^{-\frac{\alpha }{2}+\delta }}<(1+\delta ){[(1-\delta ){\varrho ^{-2i}}]^{-\frac{\alpha }{4}}}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
if <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_447"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in [{x_{0}},\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_448"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(1-\delta ){\varrho ^{-2i}}\in [1,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, which holds for sufficiently large <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_449"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$i\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (due to <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_450"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varrho \in (0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>). Consequently, if <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_451"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">δ</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:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\delta \in (0,\frac{\alpha }{4})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_065">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo 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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{n\to \infty }{\lim }\underset{x\to \infty }{\limsup }\frac{{P_{1,n}}(x,\delta )}{\mathbb{P}({\varepsilon ^{2}}>x)}\leqslant \underset{n\to \infty }{\lim }{\sum \limits_{i=n}^{\infty }}(1+\delta ){[(1-\delta ){\varrho ^{-2i}}]^{-\frac{\alpha }{4}}}=0,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
since <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_452"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\varrho ^{\frac{\alpha }{2}}}<1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (due to <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_453"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varrho \in (0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>). By Markov’s inequality, for <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_454"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in (0,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_455"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_456"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\delta \in (0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we have 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_066">
<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:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><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:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><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">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><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:mspace width="1em"/><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><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">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.2778em"/><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≠</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mspace width="-0.1667em"/><mml:mspace width="-0.1667em"/><mml:mspace width="-0.1667em"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</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:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</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:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="-0.1667em"/><mml:mspace width="-0.1667em"/><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>:</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}& \frac{{P_{2,n}}(x,\delta )}{\mathbb{P}({\varepsilon ^{2}}>x)}\leqslant \frac{1}{x\mathbb{P}({\varepsilon ^{2}}>x)}\mathbb{E}\Bigg({\left({\sum \limits_{i=n}^{\infty }}{V_{i}^{(i)}}({\varepsilon _{i}}){1_{\{{\varepsilon _{i}^{2}}\leqslant (1-\delta ){\varrho ^{-2i}}x\}}}\right)^{2}}\Bigg)\\ {} & =\frac{1}{x\mathbb{P}({\varepsilon ^{2}}>x)}\mathbb{E}\Bigg({\sum \limits_{i=n}^{\infty }}{V_{i}^{(i)}}{({\varepsilon _{i}})^{2}}{1_{\{{\varepsilon _{i}^{2}}\leqslant (1-\delta ){\varrho ^{-2i}}x\}}}\Bigg)\\ {} & \hspace{1em}+\frac{1}{x\mathbb{P}({\varepsilon ^{2}}>x)}\mathbb{E}\Bigg({\sum \limits_{i,j=n,\hspace{0.2778em}i\ne j}^{\infty }}\hspace{-0.1667em}\hspace{-0.1667em}\hspace{-0.1667em}{V_{i}^{(i)}}({\varepsilon _{i}}){V_{j}^{(j)}}({\varepsilon _{j}}){1_{\{{\varepsilon _{i}^{2}}\leqslant (1-\delta ){\varrho ^{-2i}}x\}}}{1_{\{{\varepsilon _{j}^{2}}\leqslant (1-\delta ){\varrho ^{-2j}}x\}}}\hspace{-0.1667em}\hspace{-0.1667em}\Bigg)\\ {} & =:{J_{2,1,n}}(x,\delta )+{J_{2,2,n}}(x,\delta )\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
for each <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_457"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in (0,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_458"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_459"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\delta \in (0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. By Lemma <xref rid="j_vmsta161_stat_004">2</xref>, (<xref rid="j_vmsta161_eq_019">9</xref>) and (<xref rid="j_vmsta161_eq_022">10</xref>) with <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_460"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{0}}=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_461"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{-1}}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we have 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_067">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo maxsize="1.19em" minsize="1.19em" fence="true" mathvariant="normal">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo maxsize="1.19em" minsize="1.19em" fence="true" mathvariant="normal">)</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">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>ℓ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≠</mml:mo><mml:mi>ℓ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo maxsize="1.19em" minsize="1.19em" fence="true" mathvariant="normal">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo maxsize="1.19em" minsize="1.19em" fence="true" mathvariant="normal">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo maxsize="1.19em" minsize="1.19em" fence="true" mathvariant="normal">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>ℓ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo maxsize="1.19em" minsize="1.19em" fence="true" mathvariant="normal">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">sub</mml:mi></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">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></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">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>ℓ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≠</mml:mo><mml:mi>ℓ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">sub</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">sub</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}\mathbb{E}({V_{i}^{(i)}}{(n)^{2}})& =\mathbb{E}\left({\left({\sum \limits_{j=1}^{n}}{\zeta _{j,0}^{(i)}}\right)^{2}}\right)={\sum \limits_{j=1}^{n}}\mathbb{E}\big({({\zeta _{j,0}^{(i)}})^{2}}\big)+{\sum \limits_{j,\ell =1,\hspace{0.1667em}j\ne \ell }^{n}}\mathbb{E}\big({\zeta _{j,0}^{(i)}}\big)\mathbb{E}\big({\zeta _{\ell ,0}^{(i)}}\big)\\ {} & \leqslant {c_{\mathrm{sub}}}{\sum \limits_{j=1}^{n}}{\varrho ^{i}}+{\sum \limits_{j,\ell =1,\hspace{0.1667em}j\ne \ell }^{n}}{\varrho ^{i}}{\varrho ^{i}}\leqslant {c_{\mathrm{sub}}}n{\varrho ^{i}}+({n^{2}}-n){\varrho ^{2i}}\\ {} & \leqslant {c_{\mathrm{sub}}}{\varrho ^{i}}n+{\varrho ^{2i}}{n^{2}}\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
for <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_462"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$i,n\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Hence, using that <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_463"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$({\varepsilon _{i}},{V_{i}^{(i)}}({\varepsilon _{i}}))\stackrel{\mathcal{D}}{=}\big({\varepsilon _{i}},{\textstyle\sum _{j=1}^{{\varepsilon _{i}}}}{\zeta _{j,0}^{(i)}}\big)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and that <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_464"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\varepsilon _{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_465"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{{\zeta _{j,0}^{(i)}}:j\in \mathbb{N}\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are independent, we have 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_068">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>⩽</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mi>ℓ</mml:mi><mml:mo>⩽</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>ℓ</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.61em" minsize="1.61em">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>ℓ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>⩽</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mi>ℓ</mml:mi><mml:mo>⩽</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:msub><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">sub</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>ℓ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>ℓ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>ℓ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">sub</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:mphantom><mml:mo>=</mml:mo><mml:mspace width="0.2778em"/></mml:mphantom><mml:mo>+</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</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">δ</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[\[\begin{aligned}{}{J_{2,1,n}}(x,\delta )& ={\sum \limits_{i=n}^{\infty }}\frac{\mathbb{E}\big({V_{i}^{(i)}}{({\varepsilon _{i}})^{2}}{1_{\{{\varepsilon _{i}^{2}}\leqslant (1-\delta ){\varrho ^{-2i}}x\}}}\big)}{x\mathbb{P}({\varepsilon ^{2}}>x)}\\ {} & ={\sum \limits_{i=n}^{\infty }}\frac{\mathbb{E}\big({\big({\textstyle\textstyle\sum _{j=1}^{{\varepsilon _{i}}}}{\zeta _{j,0}^{(i)}}\big)^{2}}{1_{\{{\varepsilon _{i}}\leqslant {(1-\delta )^{\frac{1}{2}}}{\varrho ^{-i}}{x^{\frac{1}{2}}}\}}}\big)}{x\mathbb{P}({\varepsilon ^{2}}>x)}\\ {} & ={\sum \limits_{i=n}^{\infty }}\frac{{\textstyle\sum _{0\leqslant \ell \leqslant {(1-\delta )^{\frac{1}{2}}}{\varrho ^{-i}}{x^{\frac{1}{2}}}}}\mathbb{E}\Big({\big({\textstyle\textstyle\sum _{j=1}^{\ell }}{\zeta _{j,0}^{(i)}}\big)^{2}}\Big)\mathbb{P}({\varepsilon _{i}}=\ell )}{x\mathbb{P}({\varepsilon ^{2}}>x)}\\ {} & \leqslant {\sum \limits_{i=n}^{\infty }}\frac{{\textstyle\sum _{0\leqslant \ell \leqslant {(1-\delta )^{\frac{1}{2}}}{\varrho ^{-i}}{x^{\frac{1}{2}}}}}\left({c_{\mathrm{sub}}}{\varrho ^{i}}\ell +{\varrho ^{2i}}{\ell ^{2}}\right)\mathbb{P}(\varepsilon =\ell )}{x\mathbb{P}({\varepsilon ^{2}}>x)}\\ {} & ={\sum \limits_{i=n}^{\infty }}{c_{\mathrm{sub}}}{\varrho ^{i}}\frac{\mathbb{E}(\varepsilon {1_{\{{\varepsilon ^{2}}\leqslant (1-\delta ){\varrho ^{-2i}}x\}}})}{x\mathbb{P}({\varepsilon ^{2}}>x)}\\ {} & \phantom{=\hspace{0.2778em}}+{\sum \limits_{i=n}^{\infty }}{\varrho ^{2i}}\frac{\mathbb{E}({\varepsilon ^{2}}{1_{\{{\varepsilon ^{2}}\leqslant (1-\delta ){\varrho ^{-2i}}x\}}})}{x\mathbb{P}({\varepsilon ^{2}}>x)}\\ {} & =:{J_{2,1,1,n}}(x,\delta )+{J_{2,1,2,n}}(x,\delta ).\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Since <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_466"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\varepsilon ^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is regularly varying with index <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_467"><alternatives>
<mml:math><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\frac{\alpha }{2}\in [\frac{1}{2},1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (see Lemma <xref rid="j_vmsta161_stat_014">A.1</xref>), by Karamata’s theorem (see Theorem <xref rid="j_vmsta161_stat_020">A.1</xref>), we have 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_069">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{y\to \infty }{\lim }\frac{{\textstyle\textstyle\int _{0}^{y}}\mathbb{P}({\varepsilon ^{2}}>t)\hspace{0.1667em}\mathrm{d}t}{y\mathbb{P}({\varepsilon ^{2}}>y)}=\frac{1}{1-\frac{\alpha }{2}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
thus there exists <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_468"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${y_{0}}\in (0,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_070">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</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:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\int _{0}^{y}}\mathbb{P}({\varepsilon ^{2}}>t)\hspace{0.1667em}\mathrm{d}t\leqslant \frac{2y\mathbb{P}({\varepsilon ^{2}}>y)}{1-\frac{\alpha }{2}},\hspace{2em}y\in [{y_{0}},\infty ),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
hence 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_071">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}\mathbb{E}({\varepsilon ^{2}}{1_{\{{\varepsilon ^{2}}\leqslant (1-\delta ){\varrho ^{-2i}}x\}}})& ={\int _{0}^{\infty }}\mathbb{P}({\varepsilon ^{2}}{1_{\{{\varepsilon ^{2}}\leqslant (1-\delta ){\varrho ^{-2i}}x\}}}>y)\hspace{0.1667em}\mathrm{d}y\\ {} & ={\int _{0}^{(1-\delta ){\varrho ^{-2i}}x}}\mathbb{P}(y<{\varepsilon ^{2}}\leqslant (1-\delta ){\varrho ^{-2i}}x)\hspace{0.1667em}\mathrm{d}y\\ {} & \leqslant {\int _{0}^{(1-\delta ){\varrho ^{-2i}}x}}\mathbb{P}({\varepsilon ^{2}}>t)\hspace{0.1667em}\mathrm{d}t\\ {} & \leqslant \frac{2(1-\delta ){\varrho ^{-2i}}x\mathbb{P}({\varepsilon ^{2}}>(1-\delta ){\varrho ^{-2i}}x)}{1-\frac{\alpha }{2}}\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
whenever <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_469"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(1-\delta ){\varrho ^{-2i}}x\in [{y_{0}},\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, which holds for <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_470"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$i\geqslant n$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with sufficiently large <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_471"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_472"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml: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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in [{(1-\delta )^{-1}}{\varrho ^{2n}}{y_{0}},\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> due to <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_473"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varrho \in (0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Thus for <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_474"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">δ</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:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\delta \in (0,\frac{\alpha }{4})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, for sufficiently large <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_475"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (satisfying <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_476"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(1-\delta ){\varrho ^{-2n}}\in (1,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as well) and for all <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_477"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">max</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</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">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in [\max ({x_{0}},{(1-\delta )^{-1}}{\varrho ^{2n}}{y_{0}}),\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, using (<xref rid="j_vmsta161_eq_064">17</xref>), we obtain 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_072">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><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">δ</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:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>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">δ</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:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo 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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><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:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msup><mml:mrow><mml:mo 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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}{J_{2,1,2,n}}(x,\delta )& \leqslant \frac{2(1-\delta )}{1-\frac{\alpha }{2}}{\sum \limits_{i=n}^{\infty }}\frac{\mathbb{P}({\varepsilon ^{2}}>(1-\delta ){\varrho ^{-2i}}x)}{\mathbb{P}({\varepsilon ^{2}}>x)}\\ {} & \leqslant \frac{2(1-\delta )}{1-\frac{\alpha }{2}}{\sum \limits_{i=n}^{\infty }}(1+\delta ){[(1-\delta ){\varrho ^{-2i}}]^{-\frac{\alpha }{4}}}\\ {} & =\frac{2(1-{\delta ^{2}})}{1-\frac{\alpha }{2}}{\sum \limits_{i=n}^{\infty }}{[(1-\delta ){\varrho ^{-2i}}]^{-\frac{\alpha }{4}}}.\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Hence for <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_478"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">δ</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:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\delta \in (0,\frac{\alpha }{4})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we have 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_073">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</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">δ</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>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msup><mml:mrow><mml:mo 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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{n\to \infty }{\lim }\underset{x\to \infty }{\limsup }{J_{2,1,2,n}}(x,\delta )\leqslant \frac{2(1-{\delta ^{2}})}{1-\frac{\alpha }{2}}\underset{n\to \infty }{\lim }{\sum \limits_{i=n}^{\infty }}{[(1-\delta ){\varrho ^{-2i}}]^{-\frac{\alpha }{4}}}=0,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
yielding <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_479"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\lim \nolimits_{n\to \infty }}{\limsup _{x\to \infty }}{J_{2,1,2,n}}(x,\delta )=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_480"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">δ</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:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\delta \in (0,\frac{\alpha }{4})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Further, if <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_481"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha \in (1,2)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, or <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_482"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha =1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_483"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${m_{\varepsilon }}<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we have 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_074">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">sub</mml:mi></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">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {J_{2,1,1,n}}(x,\delta )\leqslant {c_{\mathrm{sub}}}{\sum \limits_{i=n}^{\infty }}{\varrho ^{i}}\frac{{m_{\varepsilon }}}{x\mathbb{P}({\varepsilon ^{2}}>x)},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and hence, using that <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_484"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\lim \nolimits_{x\to \infty }}x\mathbb{P}({\varepsilon ^{2}}>x)=\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (see Lemma <xref rid="j_vmsta161_stat_015">A.2</xref>), 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_075">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right"><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">sub</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="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">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">)</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{n\to \infty }{\lim }\underset{x\to \infty }{\limsup }{J_{2,1,1,n}}(x,\delta )\leqslant {c_{\mathrm{sub}}}{m_{\varepsilon }}\underset{n\to \infty }{\lim }\Bigg({\sum \limits_{i=n}^{\infty }}{\varrho ^{i}}\Bigg)\underset{x\to \infty }{\limsup }\frac{1}{x\mathbb{P}({\varepsilon ^{2}}>x)}=0,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
yielding <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_485"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\lim \nolimits_{n\to \infty }}{\limsup _{x\to \infty }}{J_{2,1,1,n}}(x,\delta )=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_486"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\delta \in (0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>If <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_487"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha =1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_488"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${m_{\varepsilon }}=\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then we have 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_076">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">sub</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo maxsize="1.19em" minsize="1.19em" fence="true" mathvariant="normal">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo>⩽</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo maxsize="1.19em" minsize="1.19em" fence="true" mathvariant="normal">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {J_{2,1,1,n}}(x,\delta )={\sum \limits_{i=n}^{\infty }}{c_{\mathrm{sub}}}{\varrho ^{i}}\frac{\mathbb{E}\big(\varepsilon {1_{\{\varepsilon \leqslant {(1-\delta )^{\frac{1}{2}}}{\varrho ^{-i}}{x^{\frac{1}{2}}}\}}}\big)}{x\mathbb{P}({\varepsilon ^{2}}>x)}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
for <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_489"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in (0,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_490"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_491"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\delta \in (0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Note that 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_077">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}\mathbb{E}(\varepsilon {1_{\{\varepsilon \leqslant y\}}})& \leqslant {\int _{0}^{\infty }}\mathbb{P}(\varepsilon {1_{\{\varepsilon \leqslant y\}}}>t)\hspace{0.1667em}\mathrm{d}t={\int _{0}^{y}}\mathbb{P}(t<\varepsilon \leqslant y)\hspace{0.1667em}\mathrm{d}t\\ {} & \leqslant {\int _{0}^{y}}\mathbb{P}(t<\varepsilon )\hspace{0.1667em}\mathrm{d}t=:\widetilde{L}(y)\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
for <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_492"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$y\in {\mathbb{R}_{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Because of <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_493"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha =1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, Proposition 1.5.9a in Bingham et al. [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta161_ref_006">6</xref>] yields that <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_494"><alternatives>
<mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\widetilde{L}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a slowly varying function (at infinity). By Potter’s bounds (see Lemma <xref rid="j_vmsta161_stat_021">A.6</xref>), for every <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_495"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\delta \in (0,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, there exists <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_496"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${z_{0}}\in (0,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_078">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \frac{\widetilde{L}(y)}{\widetilde{L}(z)}<(1+\delta ){\left(\frac{y}{z}\right)^{\delta }}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
for <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_497"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$z\geqslant {z_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_498"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$y\geqslant z$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Hence, for <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_499"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\geqslant {z_{0}^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we have 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_079">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo>⩽</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathbb{E}\big(\varepsilon {1_{\{\varepsilon \leqslant {(1-\delta )^{\frac{1}{2}}}{\varrho ^{-i}}{x^{\frac{1}{2}}}\}}}\big)\leqslant \widetilde{L}\big({(1-\delta )^{\frac{1}{2}}}{\varrho ^{-i}}{x^{\frac{1}{2}}}\big)\leqslant \widetilde{L}({\varrho ^{-i}}{x^{\frac{1}{2}}})\leqslant (1+\delta ){\varrho ^{-i\delta }}\widetilde{L}({x^{\frac{1}{2}}})\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
for <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_500"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$i\geqslant n$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where we also used that <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_501"><alternatives>
<mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\widetilde{L}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is monotone increasing. Using this, we conclude that for every <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_502"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\delta \in (0,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, there exists <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_503"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${z_{0}}\in (0,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that for <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_504"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\geqslant {z_{0}^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we have 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_080">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">sub</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {J_{2,1,1,n}}(x,\delta )\leqslant (1+\delta ){c_{\mathrm{sub}}}\frac{\widetilde{L}({x^{\frac{1}{2}}})}{x\mathbb{P}({\varepsilon ^{2}}>x)}{\sum \limits_{i=n}^{\infty }}{\varrho ^{-i\delta }}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Here, since <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_505"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varrho \in (0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_506"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\delta \in (0,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we have <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_507"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\lim \nolimits_{n\to \infty }}{\textstyle\sum _{i=n}^{\infty }}{\varrho ^{-i\delta }}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_081">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>·</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mspace width="2em"/><mml:mtext>as</mml:mtext><mml:mspace width="5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mtext>,</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \frac{\widetilde{L}(\sqrt{x})}{x\mathbb{P}({\varepsilon ^{2}}>x)}=\frac{\widetilde{L}(\sqrt{x})}{{x^{1/4}}}\cdot \frac{1}{{x^{3/4}}\mathbb{P}(\varepsilon >\sqrt{x})}\to 0\hspace{2em}\text{as}\hspace{5pt}x\to \infty \text{,}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
by Lemma <xref rid="j_vmsta161_stat_015">A.2</xref>, due to the fact that <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_508"><alternatives>
<mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\widetilde{L}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is slowly varying and the function <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_509"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">∋</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">↦</mml:mo><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(0,\infty )\ni x\mapsto \mathbb{P}(\varepsilon >\sqrt{x})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is regularly varying with index <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_510"><alternatives>
<mml:math><mml:mo>−</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[$-1/2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Hence <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_511"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\lim \nolimits_{n\to \infty }}{\limsup _{x\to \infty }}{J_{2,1,1,n}}(x,\delta )=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_512"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\delta \in (0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in case of <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_513"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha =1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_514"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${m_{\varepsilon }}=\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Consequently, we have <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_515"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\lim \nolimits_{n\to \infty }}{\limsup _{x\to \infty }}{J_{2,1,n}}(x,\delta )=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_516"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\delta \in (0,\frac{\alpha }{4})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Now we turn to prove <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_517"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\lim \nolimits_{n\to \infty }}{\limsup _{x\to \infty }}{J_{2,2,n}}(x,\delta )=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_518"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\delta \in (0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Using that <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_519"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{({\varepsilon _{i}},{V_{i}^{(i)}}({\varepsilon _{i}})):i\in \mathbb{N}\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are independent, we have 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_082">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≠</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mtd><mml:mtd class="align-even"><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" 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="0.1667em"/><mml:mo>×</mml:mo><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</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:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}{J_{2,2,n}}(x,\delta )\leqslant \frac{1}{x\mathbb{P}({\varepsilon ^{2}}>x)}{\sum \limits_{i,j=n,\hspace{0.1667em}i\ne j}^{\infty }}& \mathbb{E}({V_{i}^{(i)}}({\varepsilon _{i}}){1_{\{{\varepsilon _{i}^{2}}\leqslant (1-\delta ){\varrho ^{-2i}}x\}}})\\ {} & \hspace{0.1667em}\times \mathbb{E}({V_{j}^{(j)}}({\varepsilon _{j}}){1_{\{{\varepsilon _{j}^{2}}\leqslant (1-\delta ){\varrho ^{-2j}}x\}}}).\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Here, using that <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_520"><alternatives>
<mml:math><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\left({\varepsilon _{i}},{V_{i}^{(i)}}({\varepsilon _{i}})\right)\stackrel{\mathcal{D}}{=}\big({\varepsilon _{i}},{\textstyle\sum _{j=1}^{{\varepsilon _{i}}}}{\zeta _{j,0}^{(i)}}\big)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_521"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\varepsilon _{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_522"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{{\zeta _{j,0}^{(i)}}:j\in \mathbb{N}\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are independent, and (<xref rid="j_vmsta161_eq_022">10</xref>) with <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_523"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{0}}=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_524"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{-1}}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we have 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_083">
<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:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>ℓ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" 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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>ℓ</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>ℓ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>⩽</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>ℓ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" 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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌋</mml:mo></mml:mrow></mml:munderover><mml:mi>ℓ</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>ℓ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}& \mathbb{E}({V_{i}^{(i)}}({\varepsilon _{i}}){1_{\{{\varepsilon _{i}^{2}}\leqslant (1-\delta ){\varrho ^{-2i}}x\}}})=\mathbb{E}\left(\left({\sum \limits_{j=1}^{{\varepsilon _{i}}}}{\zeta _{j,0}^{(i)}}\right){1_{\{{\varepsilon _{i}^{2}}\leqslant (1-\delta ){\varrho ^{-2i}}x\}}}\right)\\ {} & ={\sum \limits_{\ell =0}^{\lfloor {(1-\delta )^{\frac{1}{2}}}{\varrho ^{-i}}{x^{\frac{1}{2}}}\rfloor }}\mathbb{E}\left({\sum \limits_{j=1}^{\ell }}{\zeta _{j,0}^{(i)}}\right)\mathbb{P}({\varepsilon _{i}}=\ell )\leqslant {\sum \limits_{\ell =0}^{\lfloor {(1-\delta )^{\frac{1}{2}}}{\varrho ^{-i}}{x^{\frac{1}{2}}}\rfloor }}\ell {\varrho ^{i}}\mathbb{P}({\varepsilon _{i}}=\ell )\\ {} & ={\varrho ^{i}}\mathbb{E}({\varepsilon _{i}}{1_{\{{\varepsilon _{i}^{2}}\leqslant (1-\delta ){\varrho ^{-2i}}x\}}})\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
for <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_525"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in (0,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_526"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\delta \in (0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. If <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_527"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha \in (1,2)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, or <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_528"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha =1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_529"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${m_{\varepsilon }}<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_084">
<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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≠</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</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:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≠</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}& {J_{2,2,n}}(x,\delta )\\ {} & \leqslant \frac{1}{x\mathbb{P}({\varepsilon ^{2}}>x)}{\sum \limits_{i,j=n,\hspace{0.1667em}i\ne j}^{\infty }}{\varrho ^{i+j}}\mathbb{E}({\varepsilon _{i}}{1_{\{{\varepsilon _{i}^{2}}\leqslant (1-\delta ){\varrho ^{-2i}}x\}}})\mathbb{E}({\varepsilon _{j}}{1_{\{{\varepsilon _{j}^{2}}\leqslant (1-\delta ){\varrho ^{-2j}}x\}}})\\ {} & \leqslant \frac{{m_{\varepsilon }^{2}}}{x\mathbb{P}({\varepsilon ^{2}}>x)}{\sum \limits_{i,j=n,\hspace{0.1667em}i\ne j}^{\infty }}{\varrho ^{i+j}}\leqslant \frac{{m_{\varepsilon }^{2}}}{x\mathbb{P}({\varepsilon ^{2}}>x)}{\left({\sum \limits_{i=n}^{\infty }}{\varrho ^{i}}\right)^{2}}\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
for <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_530"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in (0,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_531"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\delta \in (0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and then, by Lemma <xref rid="j_vmsta161_stat_015">A.2</xref>, 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_085">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>·</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}\underset{n\to \infty }{\lim }\underset{x\to \infty }{\limsup }{J_{2,2,n}}(x,\delta )& \leqslant {m_{\varepsilon }^{2}}\underset{n\to \infty }{\lim }{\left({\sum \limits_{i=n}^{\infty }}{\varrho ^{i}}\right)^{2}}\underset{x\to \infty }{\limsup }\frac{1}{x\mathbb{P}({\varepsilon ^{2}}>x)}\\ {} & ={m_{\varepsilon }^{2}}\left(\underset{n\to \infty }{\lim }\frac{{\varrho ^{2n}}}{{(1-\varrho )^{2}}}\right)\cdot 0=0,\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
yielding that <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_532"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\lim \nolimits_{n\to \infty }}{\limsup _{x\to \infty }}{J_{2,2,n}}(x,\delta )=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>If <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_533"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha =1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_534"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${m_{\varepsilon }}=\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then we can apply the same argument as for <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_535"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${J_{2,1,1,n}}(x,\delta )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Namely, 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_086">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≠</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≠</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ϱ</mml:mi></mml:mrow><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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}{J_{2,2,n}}(x,\delta )& \leqslant \frac{{(1+\delta )^{2}}}{x\mathbb{P}({\varepsilon ^{2}}>x)}{\sum \limits_{i,j=n,\hspace{0.1667em}i\ne j}^{\infty }}{\varrho ^{(1-\delta )(i+j)}}{(\widetilde{L}({x^{\frac{1}{2}}}))^{2}}\\ {} & \leqslant {(1+\delta )^{2}}\frac{{(\widetilde{L}({x^{\frac{1}{2}}}))^{2}}}{x\mathbb{P}({\varepsilon ^{2}}>x)}{\sum \limits_{i,j=n,\hspace{0.1667em}i\ne j}^{\infty }}{\varrho ^{(1-\delta )(i+j)}}\\ {} & ={(1+\delta )^{2}}\frac{{(\widetilde{L}({x^{\frac{1}{2}}}))^{2}}}{x\mathbb{P}({\varepsilon ^{2}}>x)}{\left({\sum \limits_{i=n}^{\infty }}{\varrho ^{(1-\delta )i}}\right)^{2}}\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
for <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_536"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in (0,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_537"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\delta \in (0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_087">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mspace width="2em"/><mml:mtext>as</mml:mtext><mml:mspace width="5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mtext>,</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \frac{{(\widetilde{L}({x^{\frac{1}{2}}}))^{2}}}{x\mathbb{P}({\varepsilon ^{2}}>x)}={\left(\frac{\widetilde{L}({x^{\frac{1}{2}}})}{{x^{\frac{1}{2}}}}\right)^{2}}\frac{1}{{x^{\frac{3}{4}}}\mathbb{P}(\varepsilon >\sqrt{x})}\to 0\hspace{2em}\text{as}\hspace{5pt}x\to \infty \text{,}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
yielding that <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_538"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</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">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\lim \nolimits_{n\to \infty }}{\limsup _{x\to \infty }}{J_{2,2,n}}(x,\delta )=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_539"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\delta \in (0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in case of <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_540"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha =1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_541"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${m_{\varepsilon }}=\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as well.</p>
<p>Consequently, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_542"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\lim \nolimits_{n\to \infty }}{\limsup _{x\to \infty }}\frac{{P_{2,n}}(x,\delta )}{\mathbb{P}({\varepsilon ^{2}}>x)}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_543"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\delta \in (0,\frac{\alpha }{4})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> yielding (<xref rid="j_vmsta161_eq_045">15</xref>) in case of <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_544"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha \in [1,2)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as well, and we conclude <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_545"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\lim \nolimits_{n\to \infty }}{L_{2,n}}(q)=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for all <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_546"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$q\in (0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The proof can be finished as in case of <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_547"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha \in (0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.  □</p></statement><statement id="j_vmsta161_stat_011"><label>Remark 2.</label>
<p>The statement of Theorem <xref rid="j_vmsta161_stat_002">2</xref> remains true in the case when <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_548"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${m_{\xi }}\in (0,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_549"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${m_{\eta }}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. In this case we get the statement for classical Galton–Watson processes, see Theorem 2.1.1 in Basrak et al. [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta161_ref_004">4</xref>] or Theorem <xref rid="j_vmsta161_stat_001">1</xref>. However, note that this is not a special case of Theorem <xref rid="j_vmsta161_stat_002">2</xref>, since in this case the mean matrix <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_550"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\boldsymbol{M}_{\xi ,\eta }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is not primitive.  □</p></statement>
</sec>
</body>
<back>
<app-group>
<app id="j_vmsta161_app_001"><label>A</label>
<title>Regularly varying distributions</title>
<p>First, we recall the notions of slowly varying and regularly varying functions, respectively.</p><statement id="j_vmsta161_stat_012"><label>Definition A.1.</label>
<p>A measurable function <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_551"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$U:(0,\infty )\to (0,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is called regularly varying at infinity with index <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_552"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\rho \in \mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> if for all <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_553"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$q\in (0,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_088">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{x\to \infty }{\lim }\frac{U(qx)}{U(x)}={q^{\rho }}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
In case of <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_554"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\rho =0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <italic>U</italic> is called slowly varying at infinity.</p></statement>
<p>Next, we recall the notion of regularly varying random variables.</p><statement id="j_vmsta161_stat_013"><label>Definition A.2.</label>
<p>A non-negative random variable <italic>X</italic> is called regularly varying with index <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_555"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha \in {\mathbb{R}_{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> if <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_556"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$U(x):=\mathbb{P}(X>x)\in (0,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for all <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_557"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in (0,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and <italic>U</italic> is regularly varying at infinity with index <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_558"><alternatives>
<mml:math><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$-\alpha $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></statement><statement id="j_vmsta161_stat_014"><label>Lemma A.1.</label>
<p><italic>If ζ is a non-negative regularly varying random variable with index</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_559"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha \in {\mathbb{R}_{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, then for each</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_560"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$c\in (0,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_561"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\zeta ^{c}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is regularly varying with index</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_562"><alternatives>
<mml:math><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\frac{\alpha }{c}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p></statement><statement id="j_vmsta161_stat_015"><label>Lemma A.2.</label>
<p><italic>If</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_563"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$L:(0,\infty )\to (0,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is a slowly varying function (at infinity), then</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_089">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{x\to \infty }{\lim }{x^{\delta }}L(x)=\infty ,\hspace{2em}\underset{x\to \infty }{\lim }{x^{-\delta }}L(x)=0,\hspace{2em}\delta \in (0,\infty ).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement>
<p>For Lemma <xref rid="j_vmsta161_stat_015">A.2</xref>, see Bingham et al. [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta161_ref_006">6</xref>, Proposition 1.3.6. (v)].</p><statement id="j_vmsta161_stat_016"><label>Lemma A.3.</label>
<p><italic>If ε is a non-negative regularly varying random variable with index</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_564"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\alpha \in (0,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, then</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_565"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\textstyle\sum _{j=1}^{\infty }}\mathbb{P}(\varepsilon =j)\log (j)<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p></statement><statement id="j_vmsta161_stat_017"><label>Proof.</label>
<p>Since <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_566"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\textstyle\sum _{j=1}^{\infty }}\mathbb{P}(\varepsilon =j)\log (j)\leqslant \mathbb{E}(\log (\varepsilon +1))$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, it is enough to prove that <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_567"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}(\log (\varepsilon +1))<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Since <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_568"><alternatives>
<mml:math><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\log (\varepsilon +1)\geqslant 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we have 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_090">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</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" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</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:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo>⩾</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}\mathbb{E}(\log (\varepsilon +1))& ={\int _{0}^{\infty }}\mathbb{P}(\log (\varepsilon +1)\geqslant x)\hspace{0.1667em}\mathrm{d}x={\int _{0}^{\infty }}\mathbb{P}(\varepsilon \geqslant {\mathrm{e}^{x}}-1)\hspace{0.1667em}\mathrm{d}x\\ {} & ={\int _{0}^{1}}\mathbb{P}(\varepsilon \geqslant {\mathrm{e}^{x}}-1)\hspace{0.1667em}\mathrm{d}x+{\int _{1}^{\infty }}\mathbb{P}(\varepsilon \geqslant {\mathrm{e}^{x}}-1)\hspace{0.1667em}\mathrm{d}x:={I_{1}}+{I_{2}}.\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Here <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_569"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${I_{1}}\leqslant 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and, by substitution <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_570"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$y={\mathrm{e}^{x}}-1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_091">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {I_{2}}={\int _{\mathrm{e}-1}^{\infty }}{y^{-\alpha }}L(y)\frac{1}{1+y}\hspace{0.1667em}\mathrm{d}y,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_571"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$L(y):={y^{\alpha }}\mathbb{P}(\varepsilon >y)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_572"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$y\in (0,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, is a slowly varying function. By Lemma <xref rid="j_vmsta161_stat_015">A.2</xref>, there exists <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_573"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${y_{0}}\in (\mathrm{e}-1,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_574"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${y^{-\frac{\alpha }{2}}}L(y)\leqslant 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for all <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_575"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$y\in [{y_{0}},\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Hence 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_092">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}{I_{2}}& ={\int _{\mathrm{e}-1}^{{y_{0}}}}{y^{-\alpha }}L(y)\frac{1}{1+y}\hspace{0.1667em}\mathrm{d}y+{\int _{{y_{0}}}^{\infty }}{y^{-\alpha }}L(y)\frac{1}{1+y}\hspace{0.1667em}\mathrm{d}y\\ {} & \leqslant {\int _{\mathrm{e}-1}^{{y_{0}}}}{y^{-\alpha }}L(y)\frac{1}{1+y}\hspace{0.1667em}\mathrm{d}y+{\int _{{y_{0}}}^{\infty }}{y^{-\frac{\alpha }{2}}}\frac{1}{1+y}\hspace{0.1667em}\mathrm{d}y\\ {} & \leqslant {\int _{\mathrm{e}-1}^{{y_{0}}}}{y^{-\alpha }}L(y)\frac{1}{1+y}\hspace{0.1667em}\mathrm{d}y+{\int _{{y_{0}}}^{\infty }}{y^{-\frac{\alpha }{2}-1}}\hspace{0.1667em}\mathrm{d}y\\ {} & \leqslant {\int _{\mathrm{e}-1}^{{y_{0}}}}\frac{1}{1+y}\hspace{0.1667em}\mathrm{d}y+{\int _{{y_{0}}}^{\infty }}{y^{-\frac{\alpha }{2}-1}}\hspace{0.1667em}\mathrm{d}y<\infty ,\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
since <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_576"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>⩽</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${y^{-\alpha }}L(y)=\mathbb{P}(\varepsilon >y)\leqslant 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for all <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_577"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$y\in (0,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.  □</p></statement><statement id="j_vmsta161_stat_018"><label>Lemma A.4.</label>
<p><italic>If</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_578"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_579"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>are non-negative regularly varying random variables with index</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_580"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\alpha _{1}}\in {\mathbb{R}_{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_581"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\alpha _{2}}\in {\mathbb{R}_{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, respectively, such that</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_582"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\alpha _{1}}<{\alpha _{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, then</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_583"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">o</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{P}({X_{2}}>x)=\operatorname{o}(\mathbb{P}({X_{1}}>x))$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>as</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_584"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\to \infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p></statement>
<p>For a proof of Lemma <xref rid="j_vmsta161_stat_018">A.4</xref>, see, e.g., Barczy et al. [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta161_ref_003">3</xref>, Lemma C.7].</p><statement id="j_vmsta161_stat_019"><label>Lemma A.5</label>
<title>(Convolution property).</title>
<p><italic>If</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_585"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_586"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>are non-negative random variables such that</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_587"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is regularly varying with index</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_588"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\alpha _{1}}\in {\mathbb{R}_{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_589"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">o</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{P}({X_{2}}>x)=\operatorname{o}(\mathbb{P}({X_{1}}>x))$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>as</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_590"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\to \infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, then</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_591"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">∼</mml:mo><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{P}({X_{1}}+{X_{2}}>x)\sim \mathbb{P}({X_{1}}>x)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>as</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_592"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\to \infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, and hence</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_593"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{1}}+{X_{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is regularly varying with index</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_594"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\alpha _{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p>
<p><italic>If</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_595"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_596"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>are independent non-negative regularly varying random variables with index</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_597"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\alpha _{1}}\in {\mathbb{R}_{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_598"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\alpha _{2}}\in {\mathbb{R}_{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, respectively, then</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_093">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">∼</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="{" close=""><mml:mrow><mml:mtable columnspacing="10.0pt" equalrows="false" columnlines="none" equalcolumns="false" columnalign="left left"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="1em"/></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mtext mathvariant="italic">if</mml:mtext><mml:mspace width="5pt"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext mathvariant="italic">,</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="1em"/></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mtext mathvariant="italic">if</mml:mtext><mml:mspace width="5pt"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext mathvariant="italic">,</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="1em"/></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mtext mathvariant="italic">if</mml:mtext><mml:mspace width="5pt"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext mathvariant="italic">,</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathbb{P}({X_{1}}+{X_{2}}>x)\sim \left\{\begin{array}{l@{\hskip10.0pt}l}\mathbb{P}({X_{1}}>x)\hspace{1em}& \textit{if}\hspace{5pt}{\alpha _{1}}<{\alpha _{2}}\textit{,}\\ {} \mathbb{P}({X_{1}}>x)+\mathbb{P}({X_{2}}>x)\hspace{1em}& \textit{if}\hspace{5pt}{\alpha _{1}}={\alpha _{2}}\textit{,}\\ {} \mathbb{P}({X_{2}}>x)\hspace{1em}& \textit{if}\hspace{5pt}{\alpha _{1}}>{\alpha _{2}}\textit{,}\end{array}\right.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>as</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_599"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\to \infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, and hence</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_600"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{1}}+{X_{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is regularly varying with index</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_601"><alternatives>
<mml:math><mml:mo movablelimits="false">min</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\min \{{\alpha _{1}},{\alpha _{2}}\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p></statement>
<p>The statements of Lemma <xref rid="j_vmsta161_stat_019">A.5</xref> follow, e.g., from parts 1 and 3 of Lemma B.6.1 of Buraczewski et al. [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta161_ref_007">7</xref>] and Lemma <xref rid="j_vmsta161_stat_018">A.4</xref> together with the fact that the sum of two slowly varying functions is slowly varying.</p><statement id="j_vmsta161_stat_020"><label>Theorem A.1</label>
<title>(Karamata’s theorem).</title>
<p><italic>Let</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_602"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$U:(0,\infty )\to (0,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be a locally integrable function such that it is integrable on intervals including</italic> 0 <italic>as well.</italic></p>
<p><italic>(i) If U is regularly varying (at infinity) with index</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_603"><alternatives>
<mml:math><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$-\alpha \in [-1,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, then</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_604"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">∋</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">↦</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(0,\infty )\ni x\mapsto {\textstyle\int _{0}^{x}}U(t)\hspace{0.1667em}\mathrm{d}t$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is regularly varying (at infinity) with index</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_605"><alternatives>
<mml:math><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$1-\alpha $]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, and</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_094">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{x\to \infty }{\lim }\frac{xU(x)}{{\textstyle\textstyle\int _{0}^{x}}U(t)\hspace{0.1667em}\mathrm{d}t}=1-\alpha .\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>(ii) If U is regularly varying (at infinity) with index</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_606"><alternatives>
<mml:math><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$-\alpha \in (-\infty ,-1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, then</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_607"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">∋</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">↦</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(0,\infty )\ni x\mapsto {\textstyle\int _{x}^{\infty }}U(t)\hspace{0.1667em}\mathrm{d}t$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is regularly varying (at infinity) with index</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_608"><alternatives>
<mml:math><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$1-\alpha $]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, and</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_095">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{x\to \infty }{\lim }\frac{xU(x)}{{\textstyle\textstyle\int _{x}^{\infty }}U(t)\hspace{0.1667em}\mathrm{d}t}=-1+\alpha .\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement>
<p>For Theorem <xref rid="j_vmsta161_stat_020">A.1</xref>, see, e.g., Resnick [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta161_ref_018">18</xref>, Theorem 2.1].</p><statement id="j_vmsta161_stat_021"><label>Lemma A.6</label>
<title>(Potter’s bounds).</title>
<p><italic>If</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_609"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$U:(0,\infty )\to (0,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is a regularly varying function (at infinity) with index</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_610"><alternatives>
<mml:math><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$-\alpha \in \mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, then for every</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_611"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\delta \in (0,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, there exists</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_612"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${x_{0}}\in {\mathbb{R}_{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>such that</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_096">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</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">q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ (1-\delta ){q^{-\alpha -\delta }}<\frac{U(qx)}{U(x)}<(1+\delta ){q^{-\alpha +\delta }},\hspace{2em}x\in [{x_{0}},\infty ),\hspace{1em}q\in [1,\infty ).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement>
<p>For Lemma <xref rid="j_vmsta161_stat_021">A.6</xref>, see, e.g., Resnick [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta161_ref_018">18</xref>, Proposition 2.6].</p>
<p>Finally, we recall a result on the tail behaviour of regularly varying random sums.</p><statement id="j_vmsta161_stat_022"><label>Proposition A.1.</label>
<p><italic>Let τ be a non-negative integer-valued random variable and let</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_613"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{\zeta ,{\zeta _{i}}:i\in \mathbb{N}\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be independent and identically distributed non-negative random variables, independent of τ, such that τ is regularly varying with index</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_614"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\beta \in {\mathbb{R}_{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_615"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}(\zeta )\in (0,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. In case of</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_616"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\beta \in [1,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, assume additionally that there exists</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_617"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$r\in (\beta ,\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>with</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_618"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}({\zeta ^{r}})<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. Then we have</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta161_eq_097">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">∼</mml:mo><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">∼</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="double-struck" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:mtext mathvariant="italic">as</mml:mtext><mml:mspace width="5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mtext mathvariant="italic">,</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathbb{P}\bigg({\sum \limits_{i=1}^{\tau }}{\zeta _{i}}>x\bigg)\sim \mathbb{P}\bigg(\tau >\frac{x}{\mathbb{E}(\zeta )}\bigg)\sim {(\mathbb{E}(\zeta ))^{\beta }}\mathbb{P}(\tau >x)\hspace{2em}\textit{as}\hspace{5pt}x\to \infty \textit{,}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>and hence</italic> <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_619"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\textstyle\sum _{i=1}^{\tau }}{\zeta _{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is also regularly varying with index β.</italic></p></statement>
<p>For a proof of Proposition <xref rid="j_vmsta161_stat_022">A.1</xref>, see, e.g., Barczy et al. [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta161_ref_003">3</xref>, Proposition F.3].</p></app></app-group>
<ack id="j_vmsta161_ack_001">
<title>Acknowledgments</title>
<p>We would like to thank the referee and Prof. Yuliya Mishura, Co-editor-in-chief, for their comments that helped us to improve the paper.</p></ack>
<ref-list id="j_vmsta161_reflist_001">
<title>References</title>
<ref id="j_vmsta161_ref_001">
<label>[1]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Athreya</surname>, <given-names>K.B.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Ney</surname>, <given-names>P.E.</given-names></string-name>: <source>Branching Processes</source> <comment>pp. 287</comment>. <publisher-name>Dover Publications, Inc.</publisher-name>, <publisher-loc>Mineola, NY</publisher-loc> (<year>2004</year>). <comment>Reprint of the 1972 original [Springer, New York; <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0373040">MR0373040</ext-link>]</comment>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2047480">MR2047480</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta161_ref_002">
<label>[2]</label><mixed-citation publication-type="other"> <string-name><surname>Barczy</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Bősze</surname>, <given-names>Zs.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Pap</surname>, <given-names>G.</given-names></string-name>: On tail behaviour of stationary second-order Galton–Watson processes with immigration (2018). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://arxiv.org/abs/arXiv:1801.07931">arXiv:1801.07931</ext-link>.</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta161_ref_003">
<label>[3]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Barczy</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Bősze</surname>, <given-names>Zs.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Pap</surname>, <given-names>G.</given-names></string-name>: <article-title>Regularly varying non-stationary Galton–Watson processes with immigration</article-title>. <source>Stat. Probab. Lett.</source> <volume>140</volume>, <fpage>106</fpage>–<lpage>114</lpage> (<year>2018</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3812257">MR3812257</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.spl.2018.05.010" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1016/j.spl.2018.05.010</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta161_ref_004">
<label>[4]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Basrak</surname>, <given-names>B.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Kulik</surname>, <given-names>R.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Palmowski</surname>, <given-names>Z.</given-names></string-name>: <article-title>Heavy-tailed branching process with immigration</article-title>. <source>Stoch. Models</source> <volume>29</volume>(<issue>4</issue>), <fpage>413</fpage>–<lpage>434</lpage> (<year>2013</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3175851">MR3175851</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1080/15326349.2013.838508" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1080/15326349.2013.838508</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta161_ref_005">
<label>[5]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Bősze</surname>, <given-names>Zs.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Pap</surname>, <given-names>G.</given-names></string-name>: <article-title>Regularly varying nonstationary second-order Galton–Watson processes with immigration</article-title>. <source>Stoch. Models</source> <volume>35</volume>(<issue>2</issue>), <fpage>132</fpage>–<lpage>147</lpage> (<year>2019</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3969511">MR3969511</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1080/15326349.2019.1572520" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1080/15326349.2019.1572520</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta161_ref_006">
<label>[6]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Bingham</surname>, <given-names>N.H.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Goldie</surname>, <given-names>C.M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Teugels</surname>, <given-names>J.L.</given-names></string-name>: <source>Regular Variation</source>. <series>Encyclopedia of Mathematics and its Applications</series>, vol. <volume>27</volume>, <comment>pp. 491</comment>. <publisher-name>Cambridge University Press</publisher-name>, <publisher-loc>Cambridge</publisher-loc> (<year>1987</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0898871">MR0898871</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1017/CBO9780511721434" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1017/CBO9780511721434</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta161_ref_007">
<label>[7]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Buraczewski</surname>, <given-names>D.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Damek</surname>, <given-names>E.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Mikosch</surname>, <given-names>T.</given-names></string-name>: <source>Stochastic Models with Power-law Tails. The equation X=AX+B</source>. <series>Springer Series in Operations Research and Financial Engineering</series>, <comment>pp. 320</comment>. <publisher-name>Springer</publisher-name> (<year>2016</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3497380">MR3497380</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1007/978-3-319-29679-1" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1007/978-3-319-29679-1</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta161_ref_008">
<label>[8]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Du</surname>, <given-names>J.G.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Li</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name>: <article-title>The integer-valued autoregressive <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_620"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">INAR</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(\mathrm{INAR}(p))$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> model</article-title>. <source>J. Time Ser. Anal.</source> <volume>12</volume>(<issue>2</issue>), <fpage>129</fpage>–<lpage>142</lpage> (<year>1991</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1108796">MR1108796</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1111/j.1467-9892.1991.tb00073.x" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1111/j.1467-9892.1991.tb00073.x</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta161_ref_009">
<label>[9]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Heyer</surname>, <given-names>H.</given-names></string-name>: <source>Structural Aspects in the Theory of Probability</source>, <edition>2</edition>nd edn. <series>Series on Multivariate Analysis</series>, vol. <volume>8</volume>, <comment>pp. 412</comment>. <publisher-name>World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd.</publisher-name>, <publisher-loc>Hackensack, NJ</publisher-loc> (<year>2010</year>). <comment>With an additional chapter by Gyula Pap</comment>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2568013">MR2568013</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta161_ref_010">
<label>[10]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Hult</surname>, <given-names>H.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Samorodnitsky</surname>, <given-names>G.</given-names></string-name>: <article-title>Tail probabilities for infinite series of regularly varying random vectors</article-title>. <source>Bernoulli</source> <volume>14</volume>(<issue>3</issue>), <fpage>838</fpage>–<lpage>864</lpage> (<year>2008</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2537814">MR2537814</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.3150/08-BEJ125" xlink:type="simple">https://doi.org/10.3150/08-BEJ125</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta161_ref_011">
<label>[11]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Kashikar</surname>, <given-names>A.S.</given-names></string-name>: <article-title>Estimation of growth rate in second order branching process</article-title>. <source>J. Stat. Plan. Inference</source> <volume>191</volume>, <fpage>1</fpage>–<lpage>12</lpage> (<year>2017</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3679105">MR3679105</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.jspi.2017.06.003" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1016/j.jspi.2017.06.003</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta161_ref_012">
<label>[12]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Kashikar</surname>, <given-names>A.S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Deshmukh</surname>, <given-names>S.R.</given-names></string-name>: <article-title>Probabilistic properties of second order branching process</article-title>. <source>Ann. Inst. Stat. Math.</source> <volume>67</volume>(<issue>3</issue>), <fpage>557</fpage>–<lpage>572</lpage> (<year>2015</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3339191">MR3339191</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1007/s10463-014-0462-0" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1007/s10463-014-0462-0</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta161_ref_013">
<label>[13]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Kashikar</surname>, <given-names>A.S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Deshmukh</surname>, <given-names>S.R.</given-names></string-name>: <article-title>Estimation in second order branching processes with application to swine flu data</article-title>. <source>Commun. Stat., Theory Methods</source> <volume>45</volume>(<issue>4</issue>), <fpage>1031</fpage>–<lpage>1046</lpage> (<year>2016</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3459412">MR3459412</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1080/03610926.2013.853796" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1080/03610926.2013.853796</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta161_ref_014">
<label>[14]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Latour</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>: <article-title>The multivariate <inline-formula id="j_vmsta161_ineq_621"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="normal">GINAR</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathrm{GINAR}(p)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> process</article-title>. <source>Adv. Appl. Probab.</source> <volume>29</volume>(<issue>1</issue>), <fpage>228</fpage>–<lpage>248</lpage> (<year>1997</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1432938">MR1432938</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.2307/1427868" xlink:type="simple">https://doi.org/10.2307/1427868</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta161_ref_015">
<label>[15]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Pénisson</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>: <article-title>Estimation of the infection parameter of an epidemic modeled by a branching process</article-title>. <source>Electron. J. Stat.</source> <volume>8</volume>(<issue>2</issue>), <fpage>2158</fpage>–<lpage>2187</lpage> (<year>2014</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3273622">MR3273622</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1214/14-EJS948" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1214/14-EJS948</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta161_ref_016">
<label>[16]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Pénisson</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Jacob</surname>, <given-names>C.</given-names></string-name>: <article-title>Stochastic methodology for the study of an epidemic decay phase, based on a branching model</article-title>. <source>Int. J. Stoch. Anal.</source>, Article ID <elocation-id>598701</elocation-id>, <comment>32 pages</comment> (<year>2012</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2999458">MR2999458</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1155/2012/598701" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1155/2012/598701</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta161_ref_017">
<label>[17]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Quine</surname>, <given-names>M.P.</given-names></string-name>: <article-title>The multi-type Galton–Watson process with immigration</article-title>. <source>J. Appl. Probab.</source> <volume>7</volume>, <fpage>411</fpage>–<lpage>422</lpage> (<year>1970</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0263168">MR0263168</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.2307/3211974" xlink:type="simple">https://doi.org/10.2307/3211974</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta161_ref_018">
<label>[18]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Resnick</surname>, <given-names>S.I.</given-names></string-name>: <source>Heavy-tail Phenomena. Probabilistic and statistical modeling</source>. <series>Springer Series in Operations Research and Financial Engineering</series>, <comment>pp. 404</comment>. <publisher-name>Springer</publisher-name> (<year>2007</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2271424">MR2271424</ext-link></mixed-citation>
</ref>
</ref-list>
</back>
</article>