<?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">VMSTA191</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.15559/21-VMSTA191</article-id>
<article-categories><subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Research Article</subject></subj-group></article-categories>
<title-group>
<article-title>Principal components analysis for mixtures with varying concentrations</article-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Sugakova</surname><given-names>Olena</given-names></name><email xlink:href="mailto:sugak@univ.kiev.ua">sugak@univ.kiev.ua</email><xref ref-type="aff" rid="j_vmsta191_aff_001">a</xref>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-3899-558X</contrib-id>
<name><surname>Maiboroda</surname><given-names>Rostyslav</given-names></name><email xlink:href="mailto:rostmaiboroda@knu.ua">rostmaiboroda@knu.ua</email><xref ref-type="aff" rid="j_vmsta191_aff_001">a</xref><xref ref-type="corresp" rid="cor1">∗</xref>
</contrib>
<aff id="j_vmsta191_aff_001"><label>a</label><institution>Taras Shevchenko National University of Kyiv</institution>, Kyiv, <country>Ukraine</country></aff>
</contrib-group>
<author-notes>
<corresp id="cor1"><label>∗</label>Corresponding author.</corresp>
</author-notes>
<pub-date pub-type="ppub"><year>2021</year></pub-date>
<pub-date pub-type="epub"><day>12</day><month>11</month><year>2021</year></pub-date><volume>8</volume><issue>4</issue><fpage>509</fpage><lpage>523</lpage><history><date date-type="received"><day>14</day><month>8</month><year>2021</year></date><date date-type="rev-recd"><day>30</day><month>10</month><year>2021</year></date><date date-type="accepted"><day>30</day><month>10</month><year>2021</year></date></history>
<permissions><copyright-statement>© 2021 The Author(s). Published by VTeX</copyright-statement><copyright-year>2021</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>Principal Component Analysis (PCA) is a classical technique of dimension reduction for multivariate data. When the data are a mixture of subjects from different subpopulations one can be interested in PCA of some (or each) subpopulation separately. In this paper estimators are considered for PC directions and corresponding eigenvectors of subpopulations in the nonparametric model of mixture with varying concentrations. Consistency and asymptotic normality of obtained estimators are proved. These results allow one to construct confidence sets for the PC model parameters. Performance of such confidence intervals for the leading eigenvalues is investigated via simulations.</p>
</abstract>
<kwd-group>
<label>Keywords</label>
<kwd>Finite mixture model</kwd>
<kwd>principal components</kwd>
<kwd>mixture with varying concentrations</kwd>
<kwd>nonparametric estimation</kwd>
<kwd>asymptotic normality</kwd>
<kwd>confidence interval</kwd>
<kwd>eigenvalue</kwd>
</kwd-group>
<kwd-group kwd-group-type="MSC2010">
<label>2010 MSC</label>
<kwd>62J05</kwd>
<kwd>62G20</kwd>
</kwd-group>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="j_vmsta191_s_001">
<label>1</label>
<title>Introduction</title>
<p>Principal components (PC) analysis is a standard technique of dimension reduction for multivariate data introduced by K. Pearson in 1901 and reinvented by H. Hotelling in the 1933 ([<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta191_ref_007">7</xref>], section 1.2). The first PC direction is the direction of the highest scattering of the data cloud and the first eigenvalue corresponding to it is the variance of the data projections on this direction. First two or three PC scores are usually used to visualize multidimensional data ([<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta191_ref_004">4</xref>], chapter 9).The orthogonal regression estimator for coefficients of a linear regression model is represented through the least PC direction (corresponding to the smallest eigenvalue, see (2.23) in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta191_ref_015">15</xref>]).</p>
<p>Classical PCA is developed for homogeneous samples. Real life statistical data is often a mixture of observations from different subpopulations with different distributions of observed variables. Finite mixture models (FMM) are developed to interpret such data. For parametric (normal) FMM the PCA provides a paradigm which allows one to describe and analyze multivariate data distribution of each subpopulation separately in straightforward and intuitive terms. Such an approach is used, e.g., in the <monospace>R</monospace> package <monospace>mclust</monospace> [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta191_ref_014">14</xref>].</p>
<p>In this paper we consider a modification of PCA for mixtures with varying concentrations (MVC). The MVC is a nonparametric finite mixture model in which the mixing probabilities (the concentrations of the mixture components) vary from observation to observation. Such models arise naturally in statistical analysis of medical [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta191_ref_009">9</xref>] and sociological [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta191_ref_012">12</xref>] data. A technique of neuronal activity analysis based on the MVC approach is considered in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta191_ref_013">13</xref>]. See also [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta191_ref_002">2</xref>] for adaptive estimation and [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta191_ref_001">1</xref>] for adaptive hypotheses testing in MVC models.</p>
<p>In this paper we propose estimators for PC directions and corresponding eigenvectors for each component (subpopulation) of the mixture. Asymptotic normality of these estimators allows one to construct confidence sets for the PC parameters.</p>
<p>The rest of the paper is organized as follows. In Section <xref rid="j_vmsta191_s_002">2</xref> we give a brief exposition of the classical PC analysis. Section <xref rid="j_vmsta191_s_003">3</xref> contains general description of the MVC model. In Section <xref rid="j_vmsta191_s_004">4</xref> we present an estimator for the covariance matrices of the mixture components and derive its asymptotic normality. Section <xref rid="j_vmsta191_s_005">5</xref> is devoted to the estimators of PC directions and eigenvalues and their asymptotic normality. In Section <xref rid="j_vmsta191_s_006">6</xref> we apply these results to construction of confidence intervals for the eigenvalues. Section <xref rid="j_vmsta191_s_007">7</xref> contains results of simulations. The results and further development are discussed in Section <xref rid="j_vmsta191_s_008">8</xref>. One technical result is placed in the Appendix.</p>
</sec>
<sec id="j_vmsta191_s_002">
<label>2</label>
<title>Classical principal component analysis</title>
<p>Here and below for any univariate sample <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_001"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbf{x}=({x_{1}},\dots ,{x_{n}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_001">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover>
<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">n</mml:mi>
</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">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:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \bar{\mathbf{x}}=\frac{1}{n}{\sum \limits_{j=1}^{n}}{x_{j}}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
denotes the sample mean, 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_002">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">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:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</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">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: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">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo><mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover>
<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:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {S^{2}}(\mathbf{x})=\frac{1}{n}{\sum \limits_{j=1}^{n}}{({x_{j}}-\bar{\mathbf{x}})^{2}}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
is the sample variance of <bold>x</bold>, and <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_002"><alternatives><mml:math>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$|\mathbf{v}|$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> denotes the Euclidean norm of <bold>v</bold>.</p>
<p>Let <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_003"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="double-struck">X</mml:mi>
<mml:mspace width="-0.1667em"/>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mspace width="-0.1667em"/>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">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="bold">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[$\mathbb{X}\hspace{-0.1667em}=\hspace{-0.1667em}({\mathbf{X}_{1}},\dots ,{\mathbf{X}_{n}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a sample of <italic>d</italic>-dimensional vectors <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_004"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="-0.1667em"/>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mspace width="-0.1667em"/>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<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">j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{j}}\hspace{-0.1667em}=\hspace{-0.1667em}{({X_{j}^{1}},\dots ,{X_{j}^{d}})^{T}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_005"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$j=1,\dots ,n$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_003">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="double-struck">X</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">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:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">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:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\mathbf{u}^{T}}\mathbb{X}=({\mathbf{u}^{T}}{\mathbf{X}_{1}},\dots ,{\mathbf{u}^{T}}{\mathbf{X}_{n}}).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>The first PC direction <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_006"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">X</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{v}_{1}}=\mathbf{v}(1;\mathbb{X})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of the sample <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_007"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="double-struck">X</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbb{X}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the vector in <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_008"><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> of unit length such that 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_004">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="double-struck">X</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">max</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="double-struck">X</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {S^{2}}({\mathbf{v}_{1}^{T}}\mathbb{X})=\max \{{S^{2}}({\mathbf{u}^{T}}\mathbb{X})\hspace{2.5pt}:\mathbf{u}\in {\mathbb{R}^{d}},|\mathbf{u}|=1\}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Then, for <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_009"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$l=2,\dots ,d$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the <italic>l</italic>-th PC direction is the vector <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_010"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">X</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{v}_{l}}=\mathbf{v}(l;\mathbb{X})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of unit length such that 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_005">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="double-struck">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:mo movablelimits="false">max</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="double-struck">X</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">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:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">X</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {S^{2}}({\mathbf{v}_{l}^{T}}\mathbb{X})\hspace{-0.1667em}=\hspace{-0.1667em}\max \{{S^{2}}({\mathbf{u}^{T}}\mathbb{X}):\mathbf{u}\in {\mathbb{R}^{d}},|\mathbf{u}|=1,{\mathbf{u}^{T}}\mathbf{v}(1;\mathbb{X})\hspace{-0.1667em}=\hspace{-0.1667em}0,\dots ,{\mathbf{u}^{T}}\mathbf{v}(l-1;\mathbb{X})=0\}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
So, the first PC direction is the direction of maximal scattering of a data cloud, the second one is the direction orthogonal to the first one in which the scattering is maximal, and so on.</p>
<p>It is well known that <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_011"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">X</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">X</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">X</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbf{v}(1,\mathbb{X}),\mathbf{v}(2,\mathbb{X}),\dots ,\mathbf{v}(d,\mathbb{X})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are the eigenvectors of the sample covariance matrix <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_012"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">Cov</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">X</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\hat{\mathbf{C}}_{n}}=\operatorname{Cov}(\mathbb{X})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> corresponding to its eigenvalues 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_006">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">X</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">X</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">X</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \lambda (1;\mathbb{X})\ge \lambda (2;\mathbb{X})\ge \cdots \ge \lambda (d;\mathbb{X}),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
i.e. 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_007">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">X</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">X</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">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[\[ {\hat{\mathbf{C}}_{n}}\mathbf{v}(l;\mathbb{X})=\lambda (l;\mathbb{X})\mathbf{v}(l;\mathbb{X}).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Note that 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_008">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">X</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</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:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">X</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="double-struck">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[\[ \lambda (l;\mathbb{X})={S^{2}}(\mathbf{v}{(l;\mathbb{X})^{T}}\mathbb{X}).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
If all the eigenvalues are different, then the PC directions are defined unambiguously (up to multiplication by <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_013"><alternatives><mml:math>
<mml:mo>±</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\pm 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>).</p>
<p>Assume that <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_014"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{j}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are i.i.d. random vectors with a distribution <italic>F</italic>, i.e. <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_015"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">P</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\operatorname{\mathsf{P}}\{{\mathbf{X}_{j}}\in A\}=F(A)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for all Borel sets <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_016"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">⊆</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$A\subseteq {\mathbb{R}^{d}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then the PC directions and corresponding eigenvalues of the sample can be interpreted as estimators of the true theoretical PC directions <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_017"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbf{v}(l;F)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and eigenvalues <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_018"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\lambda (l;F)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> which are the eigenvalues and eigenvectors of the covariance of a random vector <bold>X</bold> with the distribution <italic>F</italic>: 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_009">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<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:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{l}\displaystyle \mathbf{C}=\mathbf{C}(F)=\operatorname{\mathsf{E}}(\mathbf{X}-\operatorname{\mathsf{E}}\mathbf{X}){(\mathbf{X}-\operatorname{\mathsf{E}}\mathbf{X})^{T}},\\ {} \displaystyle \mathbf{C}\mathbf{v}(l;F)=\lambda (l;F)\mathbf{v}(l;F),\hspace{2.5pt}l=1,\dots ,d.\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
These theoretical PC directions possess optimal qualities similar to the sample PC. E.g., the projection of <bold>X</bold> on the first PC direction is of maximal variance: 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_010">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo movablelimits="false">Var</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">max</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">Var</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \operatorname{Var}(\mathbf{v}{(1,F)^{T}}\mathbf{X})=\max \{\operatorname{Var}({\mathbf{u}^{T}}\mathbf{X})\hspace{2.5pt}:\hspace{2.5pt}\mathbf{u}\in {\mathbb{R}^{d}},|\mathbf{u}|=1\}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
</sec>
<sec id="j_vmsta191_s_003">
<label>3</label>
<title>Mixtures with varying concentrations</title>
<p>Now consider a sample of <italic>n</italic> subjects taken from <italic>M</italic> different subpopulations (mixture components). For the <italic>j</italic>-th subject the vector of <italic>d</italic> observed variables is denoted by <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_019"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{j}}={({X_{j}^{1}},\dots ,{X_{j}^{d}})^{T}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The true number of the component, to which the <italic>j</italic>-th subject belongs, is denoted by <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_020"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</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:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\kappa _{j}}\in \{1,\dots ,M\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. This number is not observed, but one knows the probabilities 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_011">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">P</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {p_{j}^{m}}={p_{j;n}^{m}}=\operatorname{\mathsf{P}}\{{\kappa _{j}}=m\},\hspace{2.5pt}m=1,\dots ,M.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Distribution of <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_021"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{j}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> depends on <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_022"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\kappa _{j}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>: 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_012">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">P</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {F_{m}}(A)=\operatorname{\mathsf{P}}\{{X_{j}}\in A\hspace{2.5pt}|\hspace{2.5pt}{\kappa _{j}}=m\}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
So the unconditional distribution of the observed <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_023"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{j}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a mixture of <italic>M</italic> components’ distributions 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_013">
<label>(1)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">P</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \operatorname{\mathsf{P}}\{{\mathbf{X}_{j}}\in A\}={\sum \limits_{m=1}^{M}}{p_{j}^{m}}{F_{m}}(A).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
We assume that <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_024"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">κ</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:math><tex-math><![CDATA[$({\mathbf{X}_{j}},{\kappa _{j}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are independent for different <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_025"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$j=1,\dots ,n$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The formula (<xref rid="j_vmsta191_eq_013">1</xref>) is called the model of mixture with varying concentrations (MVC model). Note that the components’ distributions <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_026"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${F_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are completely unknown and the concentrations <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_027"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${p_{j}^{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are known in this model.</p>
<p>The weighted empirical distribution of the form 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_014">
<label>(2)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>;</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">A</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">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">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mn mathvariant="double-struck">1</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\hat{F}_{m;n}}(A)={\sum \limits_{j=1}^{n}}{w_{j}^{m}}\mathbb{1}\{{\mathbf{X}_{j}}\in A\}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
can be used to estimate <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_028"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${F_{m}}(A)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Here <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_029"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${w_{j}^{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are some weights constructed from the concentrations <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_030"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${p_{j}^{k}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_031"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$j=1,\dots ,n$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_032"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$k=1,\dots ,M$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. These weights are aimed to pick out the <italic>m</italic>-th component and to suppress the influence of all other components on the estimator.</p>
<p>Investigating the asymptotic behavior of the estimators as the sample size <italic>n</italic> tends to infinity we will consider different <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_033"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${p_{j}^{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_034"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${w_{j}^{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for different <italic>n</italic>. Sometimes it will be denoted by the subscript <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_035"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow/>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${_{;n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>: <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_036"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${p_{j;n}^{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_037"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${w_{j;n}^{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_038"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{j;n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. If this subscript is dropped it means that we consider here a sample of fixed size <italic>n</italic>.</p>
<p>Let 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_015">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<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[\[ {\mathbf{p}_{;n}^{m}}={({p_{1;n}^{m}},\dots ,{p_{n;n}^{m}})^{T}},{\mathbf{p}_{;n}}=({\mathbf{p}_{;n}^{1}},\dots {\mathbf{p}_{;n}^{M}}),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
i.e. <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_039"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{p}_{;n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> denotes a matrix of concentrations with <italic>M</italic> columns and <italic>n</italic> rows. Each column corresponds to a mixture component, each row corresponds to an observation. Similar notations <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_040"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{w}_{;n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_041"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{w}_{;n}^{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> will be used for the weights.</p>
<p>Suppose that the vectors <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_042"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{p}_{;n}^{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_043"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$m=1,\dots ,M$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, are linearly independent. Then the matrix <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_044"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Γ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<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[${\boldsymbol{\Gamma }_{;n}}=({\mathbf{p}_{;n}^{T}}{\mathbf{p}_{;n}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is nonsingular. We will use the weights 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_016">
<label>(3)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Γ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\mathbf{w}_{;n}}={\boldsymbol{\Gamma }_{;n}^{-1}}{\mathbf{p}_{;n}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>It is shown in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta191_ref_009">9</xref>] that <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_045"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\hat{F}_{m;n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> defined by (<xref rid="j_vmsta191_eq_014">2</xref>) with the weights <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_046"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{w}_{;n}^{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> defined by (<xref rid="j_vmsta191_eq_016">3</xref>) is a minimax estimator for <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_047"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${F_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with respect to the quadratic loss. So the weights (<xref rid="j_vmsta191_eq_016">3</xref>) are called the minimax weights.</p>
<p>There can be some other choices of weights in (<xref rid="j_vmsta191_eq_014">2</xref>). E.g., in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta191_ref_010">10</xref>] an adaptive approach is proposed which allows to obtain asymptotically optimal estimators of MVC model parameters. Unfortunately, the adaptive estimators need samples with quite large number observations to outperform the minimax ones in MVC models. Especially large samples are needed for multivariate data analysis which is just the case when PCA is most useful. So, in this paper we will consider estimators with the minimax weights only.</p>
</sec>
<sec id="j_vmsta191_s_004">
<label>4</label>
<title>Estimation of covariance matrices</title>
<p>In this section we consider estimation of covariance matrices of the mixture components. Assume that <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_048"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\operatorname{\mathsf{E}}[|{\mathbf{X}_{j}}{|^{2}}\hspace{2.5pt}|\hspace{2.5pt}{\kappa _{j}}=m]<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for all <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_049"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$m=1,\dots ,M$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and let 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_017">
<label>(4)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<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">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</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:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<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:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml: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 mathvariant="normal">,</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:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<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 mathvariant="normal">,</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:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{l}\displaystyle \mu (i;m)=\operatorname{\mathsf{E}}[{X_{j}^{i}}\hspace{2.5pt}|\hspace{2.5pt}{\kappa _{j}}=m],c({i_{1}},{i_{2}};m)=\operatorname{\mathsf{E}}[{X_{j}^{{i_{1}}}}{X_{j}^{{i_{2}}}}-\mu ({i_{1}};m)\mu ({i_{2}};m)\hspace{2.5pt}|\hspace{2.5pt}{\kappa _{j}}=m],\\ {} \displaystyle {\mathbf{C}_{m}}={(c({i_{1}},{i_{2}};m))_{{i_{1}},{i_{2}}=1}^{d}}.\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
So, <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_050"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{C}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the covariance matrix of a random vector with the distribution <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_051"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${F_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. (The <italic>m</italic>-th component covariance).</p>
<p>To estimate <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_052"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<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">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mu (i;m)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_053"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</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:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$c({i_{1}},{i_{2}};m)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> one can use weighted means with weights designed for the estimation of <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_054"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${F_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Say, <disp-formula-group id="j_vmsta191_dg_001">
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_018">
<label>(5)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</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">i</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</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">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">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\hat{\mu }_{;n}}(i;m)={\sum \limits_{j=1}^{n}}{w_{j;n}^{m}}{X_{j}^{i}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_019">
<label>(6)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</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">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</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:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<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:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</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:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<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 mathvariant="normal">,</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:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{l}\displaystyle {\hat{c}_{;n}}({i_{1}},{i_{2}};m)={\sum \limits_{j=1}^{n}}{w_{j;n}^{m}}{X_{j}^{{i_{1}}}}{X_{j}^{{i_{2}}}}-{\hat{\mu }_{;n}}({i_{1}};m){\hat{\mu }_{;n}}({i_{2}};m),\\ {} \displaystyle {\hat{\mathbf{C}}_{m;n}}={(\hat{c}({i_{1}},{i_{2}};m))_{{i_{1}},{i_{2}}=1}^{d}}.\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</disp-formula-group></p><statement id="j_vmsta191_stat_001"><label>Theorem 1.</label>
<p>Assume that 
<list>
<list-item id="j_vmsta191_li_001">
<label>(i)</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta191_ineq_055"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\operatorname{\mathsf{E}}[|{\mathbf{X}_{j}}{|^{2}}\hspace{2.5pt}|\hspace{2.5pt}{\kappa _{j}}=m]<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for all <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_056"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$m=1,\dots ,M$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>;</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta191_li_002">
<label>(ii)</label>
<p>There exists nonsingular limit matrix 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_020">
<label>(7)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Γ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<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>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Γ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\boldsymbol{\Gamma }_{\infty }}=\underset{n\to \infty }{\lim }\frac{1}{n}{\boldsymbol{\Gamma }_{;n}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
</list-item>
</list>
</p>
<p>Then <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_057"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\hat{\mathbf{C}}_{m;n}}\to {\mathbf{C}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in probability.</p></statement><statement id="j_vmsta191_stat_002"><label>Proof.</label>
<p>This theorem is a simple consequence of the theorem 4.2 in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta191_ref_009">9</xref>].  □</p></statement>
<p>So, under suitable assumptions, <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_058"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\hat{\mathbf{C}}_{m;n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a consistent estimator for the <italic>m</italic>-th component covariance matrix. To establish its asymptotic normality we need some additional notations.</p>
<p>Let <disp-formula-group id="j_vmsta191_dg_002">
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_021">
<label>(8)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟨</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟩</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<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">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟨</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo 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:mo fence="true" stretchy="false">⟨</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟩</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</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[\[ \begin{array}{r}\displaystyle {\langle {\mathbf{w}^{{k_{1}}}}{\mathbf{w}^{{k_{2}}}}{\mathbf{p}^{{m_{1}}}}{\mathbf{p}^{{m_{2}}}}\rangle _{;n}}=n{\sum \limits_{j=1}^{n}}{w_{j;n}^{{k_{1}}}}{w_{j;n}^{{k_{2}}}}{p_{j;n}^{{m_{1}}}}{p_{j;n}^{{m_{2}}}},\\ {} \displaystyle \langle {\mathbf{w}^{{k_{1}}}}{\mathbf{w}^{{k_{2}}}}{\mathbf{p}^{{m_{1}}}}{\mathbf{p}^{{m_{2}}}}\rangle =\underset{n\to \infty }{\lim }{\langle {\mathbf{w}^{{k_{1}}}}{\mathbf{w}^{{k_{2}}}}{\mathbf{p}^{{m_{1}}}}{\mathbf{p}^{{m_{2}}}}\rangle _{;n}},\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_022">
<label>(9)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟨</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</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">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<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">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟨</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo 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:mo fence="true" stretchy="false">⟨</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</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">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\langle {\mathbf{w}^{{k_{1}}}}{\mathbf{w}^{{k_{2}}}}{\mathbf{p}^{m}}\rangle _{;n}}=n{\sum \limits_{j=1}^{n}}{w_{j;n}^{{k_{1}}}}{w_{j;n}^{{k_{2}}}}{p_{j;n}^{m}},\hspace{2.5pt}\langle {\mathbf{w}^{{k_{1}}}}{\mathbf{w}^{{k_{2}}}}{\mathbf{p}^{m}}\rangle =\underset{n\to \infty }{\lim }{\langle {\mathbf{w}^{{k_{1}}}}{\mathbf{w}^{{k_{2}}}}{\mathbf{p}^{m}}\rangle _{;n}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</disp-formula-group> assuming that these limits exist. Then 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_023">
<label>(10)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</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:mi mathvariant="italic">i</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">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</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">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo>
<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">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</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:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</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">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</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">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo>
<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">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</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:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</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:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</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:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtable displaystyle="true" columnspacing="0pt" columnalign="right left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</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 mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</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">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml: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">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟨</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟩</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</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">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</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">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd/>
<mml:mtd>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟨</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟩</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</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 mathvariant="normal">,</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 mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</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:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{l}\displaystyle {\eta _{j}}({i_{1}},{i_{2}};k)={X_{j}^{{i_{1}}}}{X_{j}^{{i_{2}}}}-{X_{j}^{{i_{1}}}}\mu ({i_{2}};k)-{X_{j}^{{i_{2}}}}\mu ({i_{1}};k),\\ {} \displaystyle {M_{1}}({i_{1}},{i_{2}};k;m)=\operatorname{\mathsf{E}}[{\eta _{j}}({i_{1}},{i_{2}};k)\hspace{2.5pt}|\hspace{2.5pt}{\kappa _{j}}=m],\\ {} \displaystyle {M_{2}}({i_{1}},{i_{2}},{i_{3}},{i_{4}};{k_{1}},{k_{2}};m)=\operatorname{\mathsf{E}}[{\eta _{j}}({i_{1}},{i_{2}};{k_{1}}){\eta _{j}}({i_{3}},{i_{4}};{k_{2}})\hspace{2.5pt}|\hspace{2.5pt}{\kappa _{j}}=m],\\ {} \displaystyle \begin{aligned}{}V& ({i_{1}},{i_{2}},{i_{3}},{i_{4}};{k_{1}},{k_{2}})={\sum \limits_{m=1}^{M}}\langle {\mathbf{w}^{{k_{1}}}}{\mathbf{w}^{{k_{2}}}}{\mathbf{p}^{m}}\rangle {M_{2}}({i_{1}},{i_{2}},{i_{3}},{i_{4}};{k_{1}},{k_{2}};m)\\ {} & -{\sum \limits_{{m_{1}},{m_{2}}=1}^{M}}\langle {\mathbf{w}^{{k_{1}}}}{\mathbf{w}^{{k_{2}}}}{\mathbf{p}^{{m_{1}}}}{\mathbf{p}^{{m_{2}}}}\rangle {M_{1}}({i_{1}},{i_{2}},;{k_{1}};{m_{1}}){M_{1}}({i_{3}},{i_{4}},;{k_{2}};{m_{2}}).\end{aligned}\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p><statement id="j_vmsta191_stat_003"><label>Theorem 2.</label>
<p>Assume that the following conditions hold. 
<list>
<list-item id="j_vmsta191_li_003">
<label>(i)</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta191_ineq_059"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\operatorname{\mathsf{E}}[|{\mathbf{X}_{j}}{|^{4}}\hspace{2.5pt}|\hspace{2.5pt}{\kappa _{j}}=m]<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for all <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_060"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$m=1,\dots ,M$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta191_li_004">
<label>(ii)</label>
<p>The matrix <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_061"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Γ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\boldsymbol{\Gamma }_{\infty }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> defined by (<xref rid="j_vmsta191_eq_020">7</xref>) exists and is nonsingular.</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta191_li_005">
<label>(iii)</label>
<p>For all <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_062"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${m_{1}},{m_{2}},{k_{1}},{k_{2}}=1,\dots ,M$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> there exist <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_063"><alternatives><mml:math>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟨</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\langle {\mathbf{w}^{{k_{1}}}}{\mathbf{w}^{{k_{2}}}}{\mathbf{p}^{{m_{1}}}}{\mathbf{p}^{{m_{2}}}}\rangle $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> defined by (<xref rid="j_vmsta191_eq_021">8</xref>).</p>
</list-item>
</list>
</p>
<p>Then 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_024">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">⟶</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>W</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mtext>for</mml:mtext>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \sqrt{n}({\hat{\mathbf{C}}_{m;n}}-{\mathbf{C}_{m}})\stackrel{\text{W}}{\longrightarrow }{\mathbf{Z}_{m}},\hspace{2.5pt}\text{for}\hspace{2.5pt}m=1,\dots ,M,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_064"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<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: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 mathvariant="normal">,</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:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<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 mathvariant="normal">,</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:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{m}}={(z({i_{1}},{i_{2}};m))_{{i_{1}},{i_{2}}=1}^{d}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_065"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$m=1,\dots ,M$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a set of matrices with zero mean entries and the covariance structure 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_025">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</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:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</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 mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</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">k</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 mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \operatorname{\mathsf{E}}z({i_{1}},{i_{2}};{k_{1}})z({i_{3}},{i_{4}};{k_{2}})=V({i_{1}},{i_{2}},{i_{3}},{i_{4}};{k_{1}},{k_{2}}),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
for <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_066"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</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">j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${j_{1}},{j_{2}},{j_{3}},{j_{4}}=1,\dots ,d$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_067"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</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">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${k_{1}},{k_{2}}=1,\dots ,M$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></statement><statement id="j_vmsta191_stat_004"><label>Proof.</label>
<p>Let 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_026">
<label>(11)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</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">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</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">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml: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 mathvariant="normal">,</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:mi mathvariant="italic">k</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">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</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">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<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">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<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">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</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:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</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:mi mathvariant="italic">i</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">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{l}\displaystyle {z_{;n}}({i_{1}},{i_{2}};k)=\sqrt{n}({\hat{c}_{;n}}({i_{1}},{i_{2}};k)-c({i_{1}},{i_{2}};k)),\\ {} \displaystyle {\tilde{z}_{;n}}({i_{1}},{i_{2}};k)=\sqrt{n}{\sum \limits_{j=1}^{n}}{w_{j;n}^{k}}[{\eta _{j}}({i_{1}},{i_{2}};k)-\operatorname{\mathsf{E}}{\eta _{j}}({i_{1}},{i_{2}};k)].\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
By somewhat tedious but straightforward algebra one obtains 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_027">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnspacing="0pt" columnalign="right left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</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">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</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">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo>=</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<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">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">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<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:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</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">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">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<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:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}{z_{;n}}({i_{1}},{i_{2}};k)& -{\tilde{z}_{;n}}({i_{1}},{i_{2}};k)\\ {} =& \sqrt{n}\bigg({\sum \limits_{j=1}^{n}}{w_{j;n}^{k}}{X_{j}^{{i_{1}}}}-\mu ({i_{1}};k)\bigg)\bigg({\sum \limits_{j=1}^{n}}{w_{j;n}^{k}}{X_{j}^{{i_{2}}}}-\mu ({i_{2}};k)\bigg).\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Observe that 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_028">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo>
<mml:mo 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">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">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">]</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>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<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">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<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">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \operatorname{\mathsf{E}}\bigg[{\sum \limits_{j=1}^{n}}{w_{j;n}^{k}}{X_{j}^{i}}\bigg]={\sum \limits_{j=1}^{n}}{\sum \limits_{m=1}^{M}}{p_{j:n}^{m}}{w_{j;n}^{k}}\mu (i;m)=\mu (i;k),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
since <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_068"><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 mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\textstyle\sum _{j=1}^{n}}{p_{j:n}^{m}}{w_{j;n}^{k}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> equals 1 if <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_069"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$m=k$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and 0 otherwise.</p>
<p>So 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_029">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo 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">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">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<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">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</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>=</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:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</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 movablelimits="false">Var</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \operatorname{\mathsf{E}}{\bigg[{\sum \limits_{j=1}^{n}}{w_{j;n}^{k}}{X_{j}^{i}}-\mu (i;k)\bigg]^{2}}={\sum \limits_{j=1}^{n}}{({w_{j;n}^{k}})^{2}}\operatorname{Var}{X_{j}^{i}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Due to the assumption (ii), <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_070"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo movablelimits="false">Var</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${\sup _{j,n}}\operatorname{Var}{X_{j}^{i}}<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. By lemma 1 in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta191_ref_011">11</xref>], <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_071"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\sup _{j,n}}|{w_{j;n}^{k}}|=O({n^{-1}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, so, by the Chebyshev inequality, 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_030">
<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">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">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<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">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\sum \limits_{j=1}^{n}}{w_{j;n}^{k}}{X_{j}^{i}}-\mu (i;k)={O_{P}}({n^{-1/2}})\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_031">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</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">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</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">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {z_{;n}}({i_{1}},{i_{2}};k)-{\tilde{z}_{;n}}({i_{1}},{i_{2}};k)={o_{P}}(1).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
So it is enough to prove the statement of the Theorem for <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_072"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</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">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\tilde{z}_{;n}}({i_{1}},{i_{2}};k)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> instead of <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_073"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</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">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${z_{;n}}({i_{1}},{i_{2}};k)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Asymptotic normality of the set <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_074"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</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">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml: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 mathvariant="normal">,</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:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$({\tilde{z}_{;n}}({i_{1}},{i_{2}};k),{i_{1}},{i_{2}}=1,\dots ,d,k=1,\dots ,M)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> can be proved applying the Central Limit Theorem with the Lindeberg’s condition by the same way as in Theorem 4.3. in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta191_ref_009">9</xref>].</p>
<p>Let us calculate the limit covariance. Observe that 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_032">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</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:mi mathvariant="italic">i</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">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</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">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</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">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \operatorname{\mathsf{E}}{\eta _{j}}({i_{1}},{i_{2}};k)={\sum \limits_{m=1}^{M}}{p_{j;n}^{m}}{M_{1}}({i_{1}},{i_{2}};k;m)\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_033">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</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:mi mathvariant="italic">i</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">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</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:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml: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">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</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">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</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">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \operatorname{\mathsf{E}}{\eta _{j}}({i_{1}},{i_{2}};{k_{1}}){\eta _{j}}({i_{3}},{i_{4}};{k_{2}})={\sum \limits_{m=1}^{M}}{p_{j;n}^{m}}{M_{2}}({i_{1}},{i_{2}},{i_{3}},{i_{4}};{k_{1}},{k_{2}};m).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
So 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_034">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnspacing="0pt" columnalign="right left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</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:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd/>
<mml:mtd>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<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">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</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:mi mathvariant="italic">i</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">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</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:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</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:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd/>
<mml:mtd>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<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">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</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:mi mathvariant="italic">i</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">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</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:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</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:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd/>
<mml:mtd>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟨</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</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">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</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 mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</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">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd/>
<mml:mtd>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟨</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟩</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</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">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</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[\[\begin{aligned}{}\operatorname{\mathsf{E}}{\tilde{z}_{;n}}& ({i_{1}},{i_{2}};{k_{1}}){\tilde{z}_{;n}}({i_{3}},{i_{4}};{k_{2}})=\\ {} & =n{\sum \limits_{j=1}^{n}}{w_{j;n}^{{k_{1}}}}{w_{j;n}^{{k_{2}}}}\operatorname{\mathsf{E}}{\eta _{j}}({i_{1}},{i_{2}};{k_{1}}){\eta _{j}}({i_{3}},{i_{4}};{k_{2}})\\ {} & -n{\sum \limits_{j=1}^{n}}{w_{j;n}^{{k_{1}}}}{w_{j;n}^{{k_{2}}}}\operatorname{\mathsf{E}}{\eta _{j}}({i_{1}},{i_{2}};{k_{1}})\operatorname{\mathsf{E}}{\eta _{j}}({i_{3}},{i_{4}};{k_{2}})\\ {} & ={\sum \limits_{m=1}^{M}}{\langle {\mathbf{w}^{{k_{1}}}}{\mathbf{w}^{{k_{2}}}}{\mathbf{p}^{m}}\rangle _{;n}}{M_{2}}({i_{1}},{i_{2}},{i_{3}},{i_{4}};{k_{1}},{k_{2}};m)\\ {} & -{\sum \limits_{{m_{1}},{m_{2}}=1}^{M}}{\langle {\mathbf{w}^{{k_{1}}}}{\mathbf{w}^{{k_{2}}}}{\mathbf{p}^{{m_{1}}}}{\mathbf{p}^{{m_{2}}}}\rangle _{;n}}{M_{1}}({i_{1}},{i_{2}},;{k_{1}};{m_{1}}){M_{1}}({i_{3}},{i_{4}},;{k_{2}};{m_{2}}).\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Note that, since <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_075"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\textstyle\sum _{m=1}^{M}}{p_{j;n}^{m}}=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, assumption (iii) implies that 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_035">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟨</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</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">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟨</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</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">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟨</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟩</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟨</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟩</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\langle {\mathbf{w}^{{k_{1}}}}{\mathbf{w}^{{k_{2}}}}{\mathbf{p}^{m}}\rangle _{;n}}={\sum \limits_{k=1}^{M}}{\langle {\mathbf{w}^{{k_{1}}}}{\mathbf{w}^{{k_{2}}}}{\mathbf{p}^{m}}{\mathbf{p}^{k}}\rangle _{;n}}\to \langle {\mathbf{w}^{{k_{1}}}}{\mathbf{w}^{{k_{2}}}}{\mathbf{p}^{m}}\rangle ={\sum \limits_{k=1}^{M}}\langle {\mathbf{w}^{{k_{1}}}}{\mathbf{w}^{{k_{2}}}}{\mathbf{p}^{m}}{\mathbf{p}^{k}}\rangle \]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
as <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_076"><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>. So 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_036">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</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">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</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:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</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 mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</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">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \operatorname{\mathsf{E}}{\tilde{z}_{;n}}({i_{1}},{i_{2}};{k_{1}}){\tilde{z}_{;n}}({i_{3}},{i_{4}};{k_{2}})\to V({i_{1}},{i_{2}},{i_{3}},{i_{4}};{k_{1}},{k_{2}}).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
The Theorem is proved.  □</p></statement>
<p>To apply this theorem for the construction of confidence interval or hypotheses testing one needs an estimator for the asymptotic covariances <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_077"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</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 mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</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">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$V({i_{1}},{i_{2}},{i_{3}},{i_{4}};{k_{1}},{k_{2}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. To obtain it, let us consider 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_037">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</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">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\hat{\eta }_{j;n}}({i_{1}},{i_{2}};k)={X_{j}^{{i_{1}}}}{X_{j}^{{i_{2}}}}-{X_{j}^{{i_{1}}}}{\hat{\mu }_{;n}}({i_{2}};k)-{X_{j}^{{i_{2}}}}{\hat{\mu }_{;n}}({i_{1}};k).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Observe that, under the assumptions of Theorem <xref rid="j_vmsta191_stat_003">2</xref>, 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_038">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</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">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</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">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">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</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">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\widehat{M}_{1;n}}({i_{1}},{i_{2}};k;m)={\sum \limits_{j=1}^{n}}{w_{j;n}^{m}}{\hat{\eta }_{j;n}}({i_{1}},{i_{2}};k)\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_039">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</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">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</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">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</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:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</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">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</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:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\widehat{M}_{2;n}}({i_{1}},{i_{2}},{i_{3}},{i_{4}};{k_{1}},{k_{2}};m)={\sum \limits_{j=1}^{n}}{w_{j;n}^{m}}{\hat{\eta }_{j;n}}({i_{1}},{i_{2}};{k_{1}}){\hat{\eta }_{j;n}}({i_{3}},{i_{4}};{k_{2}})\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
are consistent estimators to <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_078"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</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">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${M_{1}}({i_{1}},{i_{2}};k;m)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_079"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</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">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</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">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${M_{2}}({i_{1}},{i_{2}},{i_{3}},{i_{4}};{k_{1}},{k_{2}};m)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> respectively. So 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_040">
<label>(12)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtable displaystyle="true" columnspacing="0pt" columnalign="right left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</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 mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</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">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml: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">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟨</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</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">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</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">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</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">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd/>
<mml:mtd>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟨</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟩</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</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">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</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:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \begin{aligned}{}{\widehat{V}_{;n}}& ({i_{1}},{i_{2}},{i_{3}},{i_{4}};{k_{1}},{k_{2}})={\sum \limits_{m=1}^{M}}{\langle {\mathbf{w}^{{k_{1}}}}{\mathbf{w}^{{k_{2}}}}{\mathbf{p}^{m}}\rangle _{;n}}{\widehat{M}_{2;n}}({i_{1}},{i_{2}},{i_{3}},{i_{4}};{k_{1}},{k_{2}};m)\\ {} & -{\sum \limits_{{m_{1}},{m_{2}}=1}^{M}}{\langle {\mathbf{w}^{{k_{1}}}}{\mathbf{w}^{{k_{2}}}}{\mathbf{p}^{{m_{1}}}}{\mathbf{p}^{{m_{2}}}}\rangle _{;n}}{\widehat{M}_{1;n}}({i_{1}},{i_{2}},;{k_{1}};{m_{1}}){\widehat{M}_{1;n}}({i_{3}},{i_{4}},;{k_{2}};{m_{2}}).\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
is a consistent estimator to <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_080"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</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 mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</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">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$V({i_{1}},{i_{2}},{i_{3}},{i_{4}};{k_{1}},{k_{2}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</sec>
<sec id="j_vmsta191_s_005">
<label>5</label>
<title>Principal components for mixtures</title>
<p>We define the principal components directions of the <italic>k</italic>-th mixture component as the eigenvectors of <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_081"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{C}_{k}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Let <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_082"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</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">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\lambda (1;k)>\lambda (2;k)>\cdots \lambda (d;k)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be the eigenvalues of <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_083"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{C}_{k}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_084"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</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:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbf{v}(l;k)={({v^{1}}(l;k),\dots ,{v^{d}}(l;k))^{T}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be the corresponding eigenvectors: 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_041">
<label>(13)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\mathbf{C}_{k}}\mathbf{v}(l;k)=\lambda (l;k)\mathbf{v}(l;k).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
In what follows we assume that all the eigenvalues of <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_085"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{C}_{k}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are simple (i.e. there are <italic>d</italic> different eigenvalues) and <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_086"><alternatives><mml:math>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$|\mathbf{v}(l;k)|=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then these vectors are defined unambiguously up to the sign multiplier <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_087"><alternatives><mml:math>
<mml:mo>±</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\pm 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>: if (<xref rid="j_vmsta191_eq_041">13</xref>) holds for <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_088"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbf{v}(l;k)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> then <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_089"><alternatives><mml:math>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$-\mathbf{v}(l;k)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> also satisfy it.</p>
<p>To avoid the ambiguity, we adopt the following rule for choosing the sign of an eigenvector. Consider <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_090"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">max</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">v</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:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$v={\max _{i=1,\dots ,d}}|{v^{i}}(l;k)|$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_091"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">min</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">v</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:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${i_{0}}=\min \{i\hspace{2.5pt}:|{v^{i}}(l;k)|=v\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. We choose as the PC direction the version of <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_092"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbf{v}(l;k)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for which <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_093"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${v^{{i_{0}}}}(l;k)>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Natural estimators for <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_094"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\lambda (l;k)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_095"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbf{v}(l;k)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are the eigenvalues and eigenvectors of <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_096"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\hat{\mathbf{C}}_{k;n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Let <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_097"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</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">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\hat{\lambda }_{;n}}(l;k)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> denote the <italic>l</italic>-th (in the decreasing order) eigenvalue of <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_098"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\hat{\mathbf{C}}_{k;n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. To choose the sign of the corresponding estimated eigenvector <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_099"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</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">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</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:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\hat{\mathbf{v}}_{;n}}(l;k)=({\hat{v}_{;n}^{1}}(l;k),\dots ,{\hat{v}_{;n}^{d}}{(l;k))^{T}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> we need somewhat more complicated algorithm than in the case of <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_100"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbf{v}(l;k)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Let <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_101"><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 mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\varepsilon _{n}}>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be some sequence such that <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_102"><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 stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\varepsilon _{n}}\to 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_103"><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 $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Consider <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_104"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">max</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\hat{v}_{;n}}={\max _{i=1,\dots ,d}}|{\hat{v}_{;n}^{i}}(l;k)|$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_105"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">min</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\hat{i}_{0}}=\min \{i\hspace{2.5pt}:|{\hat{v}^{i}}(l;k)|\ge {\hat{v}_{;n}}-{\varepsilon _{n}}\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then we choose the sign of <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_106"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\hat{\mathbf{v}}_{;n}}(l;k)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> so that <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_107"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\hat{v}_{;n}^{{\hat{i}_{0}}}}>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Let <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_108"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbb{E}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be the unit <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_109"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$d\times d$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-matrix and <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_110"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{A}^{+}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> denotes the Moore–Penrose inverse of a matrix <bold>A</bold>. <statement id="j_vmsta191_stat_005"><label>Theorem 3.</label>
<p>Assume the following. 
<list>
<list-item id="j_vmsta191_li_006">
<label>(i)</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta191_ineq_111"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\operatorname{\mathsf{E}}[|{\mathbf{X}_{j}}{|^{4}}\hspace{2.5pt}|\hspace{2.5pt}{\kappa _{j}}=m]<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for all <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_112"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$m=1,\dots ,M$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta191_li_007">
<label>(ii)</label>
<p>The matrix <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_113"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Γ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\boldsymbol{\Gamma }_{\infty }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> defined by (<xref rid="j_vmsta191_eq_020">7</xref>) exists and is nonsingular.</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta191_li_008">
<label>(iii)</label>
<p>For all <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_114"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${m_{1}},{m_{2}},{k_{1}},{k_{2}}=1,\dots ,M$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> there exist <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_115"><alternatives><mml:math>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟨</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\langle {\mathbf{w}^{{k_{1}}}}{\mathbf{w}^{{k_{2}}}}{\mathbf{p}^{{m_{1}}}}{\mathbf{p}^{{m_{2}}}}\rangle $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> defined by (<xref rid="j_vmsta191_eq_021">8</xref>).</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta191_li_009">
<label>(iv)</label>
<p>All the eigenvalues of <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_116"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{C}_{k}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are simple.</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta191_li_010">
<label>(v)</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta191_ineq_117"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\varepsilon _{n}}\to 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_118"><alternatives><mml:math>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\sqrt{n}{\varepsilon _{n}}\to \infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_119"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$n\to \infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</list-item>
</list>
</p>
<p>Then <disp-formula-group id="j_vmsta191_dg_003">
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_042">
<label>(14)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</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">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">⟶</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>W</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mover>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \sqrt{n}({\hat{\lambda }_{;n}}(l;k))-\lambda (l;k))\stackrel{\text{W}}{\longrightarrow }{\mathbf{v}^{T}}(l;k){\mathbf{Z}_{k}}\mathbf{v}(l;k),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_043">
<label>(15)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</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">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">⟶</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>W</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mover>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</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">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \sqrt{n}({\hat{\mathbf{v}}_{;n}}(l;k))-\mathbf{v}(l;k))\stackrel{\text{W}}{\longrightarrow }{({\mathbf{C}_{k}}-\lambda (l;k)\mathbb{E})^{+}}{\mathbf{Z}_{k}}\mathbf{v}(l;k),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</disp-formula-group> as <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_120"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$n\to \infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, for all <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_121"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$l=1,\dots ,d$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_122"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{Z}_{k}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is defined in Theorem <xref rid="j_vmsta191_stat_003">2</xref>.</p></statement><statement id="j_vmsta191_stat_006"><label>Remark.</label>
<p>The weak convergence in (<xref rid="j_vmsta191_eq_042">14</xref>)–(<xref rid="j_vmsta191_eq_043">15</xref>) is simultaneous. I.e. the common distribution of the set of LHS for <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_123"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$l=1,\dots ,d$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in (<xref rid="j_vmsta191_eq_042">14</xref>)–(<xref rid="j_vmsta191_eq_043">15</xref>) converges to the common distribution of RHS. Moreover, if assumption (iv) holds for some set of <italic>k</italic>, then the convergence is simultaneous for these <italic>k</italic>.</p></statement><statement id="j_vmsta191_stat_007"><label>Proof.</label>
<p>Consider the <italic>l</italic>-th eigenvalue <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_124"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\lambda _{l}}(\mathbf{C})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of a symmetric matrix <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_125"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbf{C}\in {\mathbb{R}^{d\times d}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as a function of <bold>C</bold>. Since all the eigenvalues of <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_126"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{C}_{k}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are simple, there exists a neighborhood <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_127"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${N_{k}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_128"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{C}_{k}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> at which <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_129"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\lambda _{l}}(\mathbf{C})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is continuous. It is well known that this is a continuously differentiable function of <bold>C</bold>. There exist also two versions <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_130"><alternatives><mml:math>
<mml:mo>±</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\pm {\mathbf{v}_{l}}(\mathbf{C})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of the <italic>l</italic>-th eigenvector of <bold>C</bold> each of which is continuously differentiable in <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_131"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${N_{k}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. We choose the version <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_132"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{v}_{l}}(\mathbf{C})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for which <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_133"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{v}_{l}}({\mathbf{C}_{k}})=\mathbf{v}(l,k)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Consider a continuously differentiable parametric family <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_134"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{C}_{t}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_135"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">⊂</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$t\in (a,b)\subset \mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, of <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_136"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$d\times d$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> symmetric matrices with simple eigenvalues. Differentiating the equations 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_044">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\mathbf{C}_{t}}{\mathbf{v}_{l}}({\mathbf{C}_{t}})={\lambda _{l}}({\mathbf{C}_{t}}){\mathbf{v}_{l}}({\mathbf{C}_{t}})\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_045">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {({\mathbf{v}_{l}}({\mathbf{C}_{t}}))^{T}}{\mathbf{v}_{l}}({\mathbf{C}_{t}})=1,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
one obtains <disp-formula-group id="j_vmsta191_dg_004">
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_046">
<label>(16)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \frac{d}{dt}{\lambda _{l}}({\mathbf{C}_{t}})={({\mathbf{v}_{l}}({\mathbf{C}_{t}}))^{T}}\left(\frac{d}{dt}{\mathbf{C}_{t}}\right){\mathbf{v}_{l}}({\mathbf{C}_{t}}),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_047">
<label>(17)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \frac{d}{dt}{\mathbf{v}_{l}}({\mathbf{C}_{t}})={({\mathbf{C}_{t}}-{\lambda _{l}}({\mathbf{C}_{t}})\mathbb{E})^{+}}\left(\frac{d}{dt}{\mathbf{C}_{t}}\right){\mathbf{v}_{l}}({\mathbf{C}_{t}})\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</disp-formula-group> (Theorem 8.9 in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta191_ref_008">8</xref>]). By the Taylor expansion 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_048">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</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">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" 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:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<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">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</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:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>∂</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∂</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</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:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</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">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml: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">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<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[\[\begin{array}{l}\displaystyle {\hat{\lambda }_{;n}}(l;k))-\lambda (l;k)={\lambda _{l}}({\hat{\mathbf{C}}_{k;n}})-{\lambda _{l}}({\mathbf{C}_{k}})\\ {} \displaystyle ={\sum \limits_{i,j=1}^{d}}\left(\frac{\partial }{\partial c(i,j;k)}{\lambda _{l}}({\mathbf{C}_{k}})\right)({\hat{c}_{;n}}(i,j;k)-c(i,j;k))+o(|{\hat{\mathbf{C}}_{k;n}}-{\mathbf{C}_{k}}|).\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Applying (<xref rid="j_vmsta191_eq_046">16</xref>) with <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_137"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$t=c(i,j;k)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> we obtain 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_049">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</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">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</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">v</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<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[\[ \sqrt{n}({\hat{\lambda }_{;n}}(l;k))-\lambda (l;k))={(\mathbf{v}(l;k))^{T}}\sqrt{n}({\hat{\mathbf{C}}_{k;n}}-{\mathbf{C}_{k}})\mathbf{v}(l;k)+o(|{\hat{\mathbf{C}}_{k;n}}-{\mathbf{C}_{k}}|).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
By Theorem <xref rid="j_vmsta191_stat_003">2</xref> this implies (<xref rid="j_vmsta191_eq_042">14</xref>).</p>
<p>Proceeding by the same way with (<xref rid="j_vmsta191_eq_047">17</xref>) in view we obtain 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_050">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<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="bold">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</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: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:mtext>W</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mover>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</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">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \sqrt{n}({\mathbf{v}_{l}}({\hat{\mathbf{C}}_{k;n}})-{\mathbf{v}_{l}}({\mathbf{C}_{k}}))\stackrel{\text{W}}{\longrightarrow }{({\mathbf{C}_{k}}-\lambda (l;k)\mathbb{E})^{+}}{\mathbf{Z}_{k}}\mathbf{v}(l;k).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
It is rather similar to (<xref rid="j_vmsta191_eq_043">15</xref>), but recall that <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_138"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</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">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>±</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<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[${\hat{\mathbf{v}}_{;n}}(l;k))=\pm {\mathbf{v}_{l}}({\hat{\mathbf{C}}_{k;n}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Observe that <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_139"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<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="bold">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</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:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{v}_{l}}({\hat{\mathbf{C}}_{k;n}})-{\mathbf{v}_{l}}({\mathbf{C}_{k}})={O_{P}}(1/\sqrt{n})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, while <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_140"><alternatives><mml:math>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi>
<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">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$1/\sqrt{n}=o({\varepsilon _{n}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. So our sign choosing rule for <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_141"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</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">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\hat{\mathbf{v}}_{;n}}(l;k)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> will choose the right sign with probability tending to 1 as <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_142"><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>: 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_051">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">P</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</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">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mtext>as</mml:mtext>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \operatorname{\mathsf{P}}\{{\hat{\mathbf{v}}_{;n}}(l;k)={\mathbf{v}_{l}}({\hat{\mathbf{C}}_{k;n}})\}\to 1\hspace{2.5pt}\text{as}\hspace{2.5pt}n\to \infty .\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Theorem is proved.  □</p></statement></p>
</sec>
<sec id="j_vmsta191_s_006">
<label>6</label>
<title>Confidence intervals for eigenvalues</title>
<p>Theorem <xref rid="j_vmsta191_stat_005">3</xref> can be applied to testing hypotheses on PC directions of different mixture components. It also allows one to construct confidence sets for PC directions and eigenvalues. As an example we consider construction of a confidence interval for one eigenvalue <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_143"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\lambda (l;k)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of the <italic>k</italic>-th mixture component covariance matrix <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_144"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{C}_{k}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>By Theorem <xref rid="j_vmsta191_stat_005">3</xref> 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_052">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</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">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">⟶</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>W</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mover>
<mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</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:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \sqrt{n}({\hat{\lambda }_{;n}}(l;k)-\lambda (l;k))\stackrel{\text{W}}{\longrightarrow }N(0,{S^{2}}(l,k)),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_053">
<label>(18)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">Var</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml: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 mathvariant="normal">,</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 mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<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:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<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:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</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 mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</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">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{l}\displaystyle {S^{2}}(l,k)=\operatorname{Var}{\mathbf{v}^{T}}(l;k){\mathbf{Z}_{k}}\mathbf{v}(l;k)\\ {} \displaystyle ={\sum \limits_{{i_{1}},{i_{2}},{i_{3}},{i_{4}}=1}^{d}}{v^{{i_{1}}}}(l;k){v^{{i_{2}}}}(l;k){v^{{i_{3}}}}(l;k){v^{{i_{4}}}}(l;k)V({i_{1}},{i_{2}},{i_{3}},{i_{4}};k,k).\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
An estimator <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_145"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<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:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\hat{S}_{;n}^{2}}(l;k)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_146"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${S^{2}}(l;k)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> can be obtained by replacing <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_147"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">v</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:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${v^{i}}(l;k)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_148"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</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 mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</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">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$V({i_{1}},{i_{2}},{i_{3}},{i_{4}};k,k)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> by their consistent estimators <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_149"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\hat{v}_{;n}^{i}}(l;k)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_150"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</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">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</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">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\hat{V}_{;n}}({i_{1}},{i_{2}},{i_{3}},{i_{4}};k,k)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. It is obvious that <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_151"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<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:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\hat{S}_{;n}^{2}}(l;k)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is consistent under the assumptions of Theorem <xref rid="j_vmsta191_stat_005">3</xref>.</p>
<p>So, if <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_152"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${S^{2}}(l,k)>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_054">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</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">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</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">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">⟶</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>W</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mover>
<mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \frac{\sqrt{n}}{{\hat{S}_{;n}}(l;k)}({\hat{\lambda }_{;n}}(l;k)-\lambda (l;k))\stackrel{\text{W}}{\longrightarrow }N(0,1).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Let <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_153"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${x_{\alpha /2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be the standard normal quantile of level <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_154"><alternatives><mml:math>
<mml:mn>1</mml:mn>
<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:math><tex-math><![CDATA[$1-\alpha /2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_055">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>±</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</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">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<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">α</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</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">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\lambda _{;n}^{\pm }}(l;k)={\hat{\lambda }_{;n}}(l;k)\pm {x_{\alpha /2}}\frac{{\hat{S}_{;n}}(l;k)}{\sqrt{n}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Then 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_056">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">P</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</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:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</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[\[ \underset{n\to \infty }{\lim }\operatorname{\mathsf{P}}\{\lambda (l;k)\in [{\lambda _{;n}^{-}}(l;k),{\lambda _{;n}^{+}}(l;k)]\}=1-\alpha .\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
I.e. <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_155"><alternatives><mml:math>
<mml:mo 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:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$[{\lambda _{;n}^{-}}(l;k),{\lambda _{;n}^{+}}(l;k)]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is an asymptotic confidence interval for <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_156"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\lambda (l;k)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with the significance level <italic>α</italic> if the assumptions of Theorem <xref rid="j_vmsta191_stat_005">3</xref> hold and <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_157"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${S^{2}}>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The last assumption is not too restrictive. In the Appendix we present a simple condition under which it holds.</p>
</sec>
<sec id="j_vmsta191_s_007">
<label>7</label>
<title>Results of simulations</title>
<p>To evaluate the finite-sample behavior of the proposed technique, we performed a small simulation study. Confidence intervals for the largest eigenvalue <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_158"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</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">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\lambda (1;k)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with the nominal significance level <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_159"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0.05</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\alpha =0.05$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> were calculated on data simulated from the tree-component MVC model. In each experiment there were <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_160"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1000</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$B=1000$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> simulations for each sample size <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_161"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>250</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>500</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>10000</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$n=250,500,\dots ,10000$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>For each mixture component we present the coverage frequency of the intervals, i.e. the number of confidence intervals which covered the true <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_162"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</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">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\lambda (1;k)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> divided by <italic>B</italic>.</p>
<p>In all the experiments the concentrations <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_163"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{p}_{j;n}}=({p_{j;n}^{1}},{p_{j;n}^{2}},{p_{j;n}^{3}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> were generated as independent vectors uniformly distributed on the simplex <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_164"><alternatives><mml:math>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\{\mathbf{p}:{p^{m}}\ge 0,m=1,\dots ,3,{p^{1}}+{p^{2}}+{p^{3}}=1\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>The observations <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_165"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</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">j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{j}}=({X_{j}^{1}},{X_{j}^{2}},{X_{j}^{3}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> were three-dimensional.</p>
<p>In the <bold>first experiment</bold> the distribution of <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_166"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{X}_{j}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> was Gaussian in each mixture component <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_167"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∼</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">μ</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="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${F_{m}}\sim N({\boldsymbol{\mu }_{m}},{\mathbf{C}_{m}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_057">
<label>(19)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</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:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</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:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>0</mml:mn>
</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="2.5pt"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">μ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</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:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\boldsymbol{\mu }_{1}}=\left(\begin{array}{c}1\\ {} 0\\ {} 2\end{array}\right),\hspace{2.5pt}{\boldsymbol{\mu }_{2}}=\left(\begin{array}{c}0\\ {} 0\\ {} 0\end{array}\right),\hspace{2.5pt}{\boldsymbol{\mu }_{3}}=\left(\begin{array}{c}1\\ {} 2\\ {} 3\end{array}\right)\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_058">
<label>(20)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnspacing="10.0pt 10.0pt" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center center center">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>0.5</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>0.1</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>0.5</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>0.4</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>0.1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>0.4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnspacing="10.0pt 10.0pt" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center center center">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<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:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>0.5</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnspacing="10.0pt 10.0pt" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center center center">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>0.5</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[\[ {\mathbf{C}_{1}}=\left(\begin{array}{c@{\hskip10.0pt}c@{\hskip10.0pt}c}1& -0.5& 0.1\\ {} -0.5& 2& 0.4\\ {} 0.1& 0.4& 3\end{array}\right),\hspace{2.5pt}{\mathbf{C}_{2}}=\left(\begin{array}{c@{\hskip10.0pt}c@{\hskip10.0pt}c}2& 0& 0\\ {} 0& 1& 0\\ {} 0& 0& 0.5\end{array}\right),\hspace{2.5pt}{\mathbf{C}_{3}}=\left(\begin{array}{c@{\hskip10.0pt}c@{\hskip10.0pt}c}5& 1& 1\\ {} 1& 2& 1\\ {} 1& 1& 0.5\end{array}\right).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
The simulation results are presented on Table <xref rid="j_vmsta191_tab_001">1</xref>. It seems that the coverage probabilities of obtained confidence intervals are satisfactory for practical purposes if the sample size <italic>n</italic> is greater then 1000.</p>
<table-wrap id="j_vmsta191_tab_001">
<label>Table 1.</label>
<caption>
<p>Coverage probabilities of the first experiment</p>
</caption>
<table>
<thead>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-top: solid thin"/>
<td colspan="3" style="vertical-align: top; text-align: center; border-top: solid thin; border-bottom: solid thin">Components</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin"><italic>n</italic></td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">first</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">second</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">third</td>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">250</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.973</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.872</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.956</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">500</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.969</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.925</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.952</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">1000</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.962</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.968</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.953</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">2500</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.952</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.966</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.951</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">5000</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.948</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.941</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.956</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">10000</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0.955</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0.960</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0.953</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>In the <bold>second experiment</bold> we used the same parameters for the model as in the first one, except the covariance of the second component. Here we put <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_168"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{C}_{2}}=\mathbb{E}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (unit matrix). Surely, this model does not satisfy the assumptions of Theorem <xref rid="j_vmsta191_stat_005">3</xref>, since the first eigenvalue of <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_169"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{C}_{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is not simple. The results are presented on Table <xref rid="j_vmsta191_tab_002">2</xref>. It seems that the confidence interval for the second component’s largest eigenvalue is unsatisfactory even for <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_170"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>10000</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$n=10000$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The intervals for the first and third components preform satisfactory for <italic>n</italic> larger then 1000.</p>
<table-wrap id="j_vmsta191_tab_002">
<label>Table 2.</label>
<caption>
<p>Coverage probabilities of the second experiment</p>
</caption>
<table>
<thead>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-top: solid thin"/>
<td colspan="3" style="vertical-align: top; text-align: center; border-top: solid thin; border-bottom: solid thin">Components</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin"><italic>n</italic></td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">first</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">second</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">third</td>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">250</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.971</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.839</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.959</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">500</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.961</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.879</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.964</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">1000</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.964</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.919</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.955</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">2500</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.954</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.925</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.945</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">5000</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.943</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.932</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.945</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">10000</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0.950</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0.921</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0.947</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
</sec>
<sec id="j_vmsta191_s_008">
<label>8</label>
<title>Discussion</title>
<p>We proposed a technique for estimation of PC directions and eigenvalues by observations from MVC. Asymptotic normality of the estimators is proved. This opens possibilities for constructing confidence sets and testing hypotheses on PC structure of different mixture components. Results of simulations confirm applicability of the asymptotic results for samples of moderate size.</p>
<p>Now let us discuss some challenges which were not answered in this study.</p>
<p>1. To apply Theorem <xref rid="j_vmsta191_stat_005">3</xref> for statistical analysis of real life data, one needs to be sure that the assumption (iv) of this theorem holds. Is it possible to verify the hypotheses <italic>A</italic>: <italic>all the eigenvalues of</italic> <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_171"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{C}_{k}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>are simple</italic> by some statistical test? Note, that in this test <italic>A</italic> must be an alternative to the null <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_172"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${H_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>: <italic>there exists an eigenvalue of</italic> <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_173"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{C}_{k}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>of degree higher then 1</italic>. Of course, such test cannot be based on the confidence sets derived by Theorem <xref rid="j_vmsta191_stat_005">3</xref>, since it does not hold under <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_174"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${H_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. A possible alternative is to use a bootstrap technique for such testing.</p>
<p>2. It is sometimes useful in cluster analysis applications to consider FMMs with growing number of components (clusters) as the sample size <italic>n</italic> tends to infinity [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta191_ref_005">5</xref>]. Similar approach is also beneficial in signal processing [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta191_ref_003">3</xref>]. In this case one expects nonparametric convergence rates in theorems similar to Theorem <xref rid="j_vmsta191_stat_005">3</xref>. Another generalizations of Theorem <xref rid="j_vmsta191_stat_005">3</xref> are possible if the dimension of the observations space <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_175"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$d\to \infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_176"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$n\to \infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>3. There are many alternatives to PCA as a dimension reduction technique, e.g., Projection Pursuit (PP) or Independent Components Analysis [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta191_ref_006">6</xref>]. Some of them, such as the PP based on the maximization of kurtosis can be modified for application to MVC data similarly to the PCA modification considered in this study. It would be interesting to analyze efficiency of these modifications both theoretically and in real life data analysis.</p>
<p>We hope that further study will clarify answers on these questions.</p>
</sec>
</body>
<back>
<app-group>
<app id="j_vmsta191_app_001"><label>A</label>
<title>Appendix</title>
<p>Here we will obtain conditions under which <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_177"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${S^{2}}(l;k)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> defined by (<xref rid="j_vmsta191_eq_053">18</xref>) is strictly positive.</p>
<p>Let vect be a function which stacks its arguments into a long vector: 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_059">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo movablelimits="false">vect</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mtext>where</mml:mtext>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \operatorname{vect}({z_{ij}},\hspace{2.5pt}i,j=1,\dots ,d)=\mathbf{z}=({z^{1}},\dots ,{z^{{d^{2}}}})\hspace{2.5pt}\text{where}\hspace{2.5pt}{z^{i+d(j-1)}}={z_{ij}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Let us fix <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_178"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo 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">M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$k\in 1,\dots ,M$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and define <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_179"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">η</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:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">vect</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" 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">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</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:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<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 mathvariant="normal">,</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:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">…</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\boldsymbol{\eta }_{j}}(k)=\operatorname{vect}({\eta _{j}}({i_{1}},{i_{2}};k),\hspace{2.5pt}{i_{1}},{i_{2}}=1,\dots d)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p><statement id="j_vmsta191_stat_008"><label>Theorem 4.</label>
<p>Let the assumptions of Theorem <xref rid="j_vmsta191_stat_005">3</xref> hold. If for some <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_180"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo 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">M</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$m\in 1,\dots ,M$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_060">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo movablelimits="false">det</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">Cov</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">≠</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \det \operatorname{Cov}[{\boldsymbol{\eta }_{j}}\hspace{2.5pt}|{\kappa _{j}}=m]\ne 0,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
then <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_181"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${S^{2}}(l;k)>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for all <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_182"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$l=1,\dots ,d$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></statement><statement id="j_vmsta191_stat_009"><label>Proof.</label>
<p>Let 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_061">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
<mml:mspace width="-0.1667em"/>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mspace width="-0.1667em"/>
<mml:mo movablelimits="false">vect</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml: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 mathvariant="normal">,</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:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<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 mathvariant="normal">,</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:mspace width="-0.1667em"/>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mspace width="-0.1667em"/>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
<mml:mspace width="-0.1667em"/>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mspace width="-0.1667em"/>
<mml:mo movablelimits="false">vect</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<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:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<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:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<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 mathvariant="normal">,</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:mspace width="-0.1667em"/>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mspace width="-0.1667em"/>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</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[\[ \mathbf{z}\hspace{-0.1667em}=\hspace{-0.1667em}\operatorname{vect}(z({i_{1}},{i_{2}};k),\hspace{2.5pt}{i_{1}},{i_{2}}\hspace{-0.1667em}=\hspace{-0.1667em}1,\dots ,d),\hspace{2.5pt}\mathbf{v}\hspace{-0.1667em}=\hspace{-0.1667em}\operatorname{vect}({v^{{i_{1}}}}(l;k){v^{{i_{2}}}}(l;k),\hspace{2.5pt}{i_{1}},{i_{2}}\hspace{-0.1667em}=\hspace{-0.1667em}1,\dots ,d).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
By (<xref rid="j_vmsta191_eq_053">18</xref>) 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_062">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo movablelimits="false">Cov</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {S^{2}}(l;k)={\mathbf{v}^{T}}\operatorname{Cov}[\mathbf{z}]\mathbf{v}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
It is obvious that <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_183"><alternatives><mml:math>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">≠</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$|\mathbf{v}|\ne 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. So, to obtain <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_184"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${S^{2}}(l;k)>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> we need only to show that <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_185"><alternatives><mml:math>
<mml:mo movablelimits="false">Cov</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\operatorname{Cov}[\mathbf{z}]>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Let <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_186"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{e}_{m}}=\operatorname{\mathsf{E}}[{\boldsymbol{\eta }_{j}}\hspace{2.5pt}|\hspace{2.5pt}{\kappa _{j}}=m]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_063">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo movablelimits="false">Cov</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">L</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">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \operatorname{Cov}[\mathbf{z}]={\mathbf{L}_{1}}+{\mathbf{L}_{2}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_064">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<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">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟨</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟩</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</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">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟨</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟩</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</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:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟨</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟩</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{l}\displaystyle {\mathbf{L}_{1}}={\sum \limits_{m=1}^{M}}\langle {({\mathbf{w}^{k}})^{2}}{\mathbf{p}^{m}}\rangle \left(\operatorname{\mathsf{E}}[{\boldsymbol{\eta }_{j}}{\boldsymbol{\eta }_{j}^{T}}\hspace{2.5pt}|\hspace{2.5pt}{\kappa _{j}}=m]-{\mathbf{e}_{m}}{\mathbf{e}_{m}^{T}}\right),\\ {} \displaystyle {\mathbf{L}_{2}}={\sum \limits_{m=1}^{M}}\langle {({\mathbf{w}^{k}})^{2}}{\mathbf{p}^{m}}\rangle {\mathbf{e}_{m}}{\mathbf{e}_{m}^{T}}-{\sum \limits_{{m_{1}},{m_{2}}=1}^{M}}\langle {({\mathbf{w}^{k}})^{2}}{\mathbf{p}^{{m_{1}}}}{\mathbf{p}^{{m_{2}}}}\rangle {\mathbf{e}_{{m_{1}}}}{\mathbf{e}_{{m_{2}}}^{T}}.\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Observe that <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_187"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml: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 mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</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:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{L}_{2}}={\lim \nolimits_{n\to \infty }}{\textstyle\sum _{j=1}^{n}}{({w_{j;n}^{k}})^{2}}{\mathbf{L}_{j,2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_065">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<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:mo movablelimits="false">Cov</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\mathbf{L}_{j,2}}=\operatorname{Cov}({\boldsymbol{\zeta }_{j}}),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<inline-formula id="j_vmsta191_ineq_188"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\boldsymbol{\zeta }_{j}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a random vector which attains values <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_189"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{e}_{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with probabilities <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_190"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${p_{j;n}^{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. So <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_191"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{L}_{j;2}}\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_192"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{L}_{2}}\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Then 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_066">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<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:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟨</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟩</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">Cov</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟨</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<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:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟩</mml:mo>
<mml:mo movablelimits="false">Cov</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">η</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:mspace width="2.5pt"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</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:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\mathbf{L}_{1}}={\sum \limits_{j=1}^{n}}\langle {({\mathbf{w}^{k}})^{2}}{\mathbf{p}^{m}}\rangle \operatorname{Cov}[{\boldsymbol{\eta }_{j}}\hspace{2.5pt}|\hspace{2.5pt}{\kappa _{j}}=m]\le \langle {({\mathbf{w}^{k}})^{2}}{\mathbf{p}^{{m_{0}}}}\rangle \operatorname{Cov}[{\boldsymbol{\eta }_{j}}\hspace{2.5pt}|\hspace{2.5pt}{\kappa _{j}}={m_{0}}]>0,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
due to the assumpton of the Theorem and the fact that <inline-formula id="j_vmsta191_ineq_193"><alternatives><mml:math>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟨</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<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:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟩</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\langle {({\mathbf{w}^{k}})^{2}}{\mathbf{p}^{{m_{0}}}}\rangle >0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (see [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta191_ref_012">12</xref>]). Summarizing we obtain 
<disp-formula id="j_vmsta191_eq_067">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo movablelimits="false">Cov</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">z</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \operatorname{Cov}[\mathbf{z}]>0\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
which implies the statement of the Theorem.  □</p></statement></app></app-group>
<ack id="j_vmsta191_ack_001">
<title>Acknowledgement</title>
<p>We are thankful to the unknown referees for their attention to our work, fruitful comments and suggestions.</p></ack>
<ref-list id="j_vmsta191_reflist_001">
<title>References</title>
<ref id="j_vmsta191_ref_001">
<label>[1]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Autin</surname>, <given-names>F.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Pouet</surname>, <given-names>C.</given-names></string-name>: <article-title>Adaptive test on components of densities mixture</article-title>. <source>Math. Methods Stat.</source> <volume>21</volume>(<issue>2</issue>), <fpage>93</fpage>–<lpage>108</lpage> (<year>2012</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2974011">MR2974011</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.3103/S1066530712020020" xlink:type="simple">https://doi.org/10.3103/S1066530712020020</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta191_ref_002">
<label>[2]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Doronin</surname>, <given-names>O.</given-names></string-name>: <article-title>Adaptive estimation for a semiparametric model of mixture</article-title>. <source>Theory Probab. Math. Stat.</source> <volume>91</volume>, <fpage>29</fpage>–<lpage>41</lpage> (<year>2015</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3364121">MR3364121</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1090/tpms/964" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1090/tpms/964</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta191_ref_003">
<label>[3]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Gayraud</surname>, <given-names>G.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Ingster</surname>, <given-names>Y.I.</given-names></string-name>: <article-title>Detection of sparse additive functions</article-title>. <source>Electron. J. Stat.</source> <volume>6</volume>, <fpage>1409</fpage>–<lpage>1448</lpage> (<year>2012</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2988453">MR2988453</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1214/12-EJS715" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1214/12-EJS715</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta191_ref_004">
<label>[4]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Härdle</surname>, <given-names>W.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Simar</surname>, <given-names>L.</given-names></string-name>: <source>Applied Multivariate Statistical Analysis</source>. <publisher-name>Springer</publisher-name>, <publisher-loc>Berlin Heidelberg</publisher-loc> (<year>2007</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2367300">MR2367300</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta191_ref_005">
<label>[5]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Ho</surname>, <given-names>N.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Nguyen</surname>, <given-names>X.</given-names></string-name>: <article-title>Convergence rates of parameter estimation for some weakly identifiable finite mixtures</article-title>. <source>Ann. Stat.</source> <volume>44</volume>, <fpage>2726</fpage>–<lpage>2755</lpage> (<year>2016</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3576559">MR3576559</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1214/16-AOS1444" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1214/16-AOS1444</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta191_ref_006">
<label>[6]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Hyvärinen</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Karhunen</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Oja</surname>, <given-names>E.</given-names></string-name>: <source>Independent Component Analysis</source>. <publisher-name>Wiley</publisher-name> (<year>2001</year>)</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta191_ref_007">
<label>[7]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Jolliffe</surname>, <given-names>I.T.</given-names></string-name>: <source>Principal Component Analysis</source>. <publisher-name>Springer</publisher-name>, <publisher-loc>New York</publisher-loc> (<year>2010</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0841268">MR0841268</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1007/978-1-4757-1904-8" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1007/978-1-4757-1904-8</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta191_ref_008">
<label>[8]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Magnus</surname>, <given-names>J.R.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Neudecker</surname>, <given-names>H.</given-names></string-name>: <source>Matrix Differential Calculus with Applications in Statistics and Econometrics</source>. <publisher-name>Wiley</publisher-name>, <publisher-loc>New York</publisher-loc> (<year>2019</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1698873">MR1698873</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta191_ref_009">
<label>[9]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Maiboroda</surname>, <given-names>R.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Sugakova</surname>, <given-names>O.</given-names></string-name>: <article-title>Statistics of mixtures with varying concentrations with application to DNA microarray data analysis</article-title>. <source>J. Nonparametr. Stat.</source> <volume>24</volume>(<issue>1</issue>), <fpage>201</fpage>–<lpage>215</lpage> (<year>2012</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2885834">MR2885834</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1080/10485252.2011.630076" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1080/10485252.2011.630076</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta191_ref_010">
<label>[10]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Maiboroda</surname>, <given-names>R.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Sugakova</surname>, <given-names>O.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Doronin</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>: <article-title>Generalized estimating equations for mixtures with varying concentrations</article-title>. <source>Can. J. Stat.</source> <volume>41</volume>(<issue>2</issue>), <fpage>217</fpage>–<lpage>236</lpage> (<year>2013</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3061876">MR3061876</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1002/cjs.11170" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1002/cjs.11170</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta191_ref_011">
<label>[11]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Maiboroda</surname>, <given-names>R.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Sugakova</surname>, <given-names>O.</given-names></string-name>: <article-title>Jackknife covariance matrix estimation for observations from mixture</article-title>. <source>Mod. Stoch. Theory Appl.</source> <volume>6</volume>(<issue>4</issue>), <fpage>495</fpage>–<lpage>513</lpage> (<year>2019</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=4047396">MR4047396</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.15559/19-vmsta145" xlink:type="simple">https://doi.org/10.15559/19-vmsta145</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta191_ref_012">
<label>[12]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Miroshnichenko</surname>, <given-names>V.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Maiboroda</surname>, <given-names>R.</given-names></string-name>: <article-title>Asymptotic normality of modified LS estimator for mixture of nonlinear regressions</article-title>. <source>Mod. Stoch. Theory Appl.</source> <volume>7</volume>(<issue>4</issue>), <fpage>435</fpage>–<lpage>448</lpage> (<year>2020</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=4195645">MR4195645</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta191_ref_013">
<label>[13]</label><mixed-citation publication-type="other"> <string-name><surname>Pidnebesna</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Fajnerová</surname>, <given-names>I.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Horáček</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Hlinka</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>: Estimating Sparse Neuronal Signal from Hemodynamic Response: The Mixture Components Inference Approach. <uri>https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2019.12.19.876508v1</uri>. Accessed 8 August 2021.</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta191_ref_014">
<label>[14]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Scrucca</surname>, <given-names>L.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Fop</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Murphy</surname>, <given-names>T.B.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Raftery</surname>, <given-names>A.E.</given-names></string-name>: <article-title>mclust 5: Clustering, classification and density estimation using Gaussian finite mixture models</article-title>. <source>R J.</source> <volume>8</volume>(<issue>1</issue>), <fpage>289</fpage>–<lpage>317</lpage> (<year>2016</year>). <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.32614/RJ-2016-021" xlink:type="simple">https://doi.org/10.32614/RJ-2016-021</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta191_ref_015">
<label>[15]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Van Huffel</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Vandewalle</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>: <source>The Total Least Squares Problem – Computational Aspects and Analysis</source>. <publisher-name>Society for Industrial and Applied Mathematics</publisher-name>, <publisher-loc>Philadelphia</publisher-loc> (<year>1991</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1118607">MR1118607</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1137/1.9781611971002" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1137/1.9781611971002</ext-link></mixed-citation>
</ref>
</ref-list>
</back>
</article>
