<?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">MSTA</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">MSTA147</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.15559/20-MSTA147</article-id>
<article-categories><subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Research Article</subject></subj-group></article-categories>
<title-group>
<article-title>The laws of iterated and triple logarithms for extreme values of regenerative processes</article-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Marynych</surname><given-names>Alexander</given-names></name><email xlink:href="mailto:marynych@unicyb.kiev.ua">marynych@unicyb.kiev.ua</email><xref ref-type="aff" rid="j_vmsta147_aff_001"/><xref ref-type="corresp" rid="cor1">∗</xref>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Matsak</surname><given-names>Ivan</given-names></name><email xlink:href="mailto:ivanmatsak@univ.kiev.ua">ivanmatsak@univ.kiev.ua</email><xref ref-type="aff" rid="j_vmsta147_aff_001"/>
</contrib>
<aff id="j_vmsta147_aff_001"><institution>Taras Shevchenko National University of Kyiv</institution>, Faculty of Computer Science and Cybernetics, 01601 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>2020</year></pub-date>
<pub-date pub-type="epub"><day>17</day><month>2</month><year>2020</year></pub-date><volume>7</volume><issue>1</issue><fpage>61</fpage><lpage>78</lpage>
<history>
<date date-type="received"><day>11</day><month>1</month><year>2020</year></date>
<date date-type="rev-recd"><day>1</day><month>2</month><year>2020</year></date>
<date date-type="accepted"><day>1</day><month>2</month><year>2020</year></date>
</history>
<permissions><copyright-statement>© 2020 The Author(s). Published by VTeX</copyright-statement><copyright-year>2020</copyright-year>
<license license-type="open-access" xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
<license-p>Open access article under the <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">CC BY</ext-link> license.</license-p></license></permissions>
<abstract>
<p>We analyze almost sure asymptotic behavior of extreme values of a regenerative process. We show that under certain conditions a properly centered and normalized running maximum of a regenerative process satisfies a law of the iterated logarithm for the lim sup and a law of the triple logarithm for the lim inf. This complements a previously known result of Glasserman and Kou [Ann. Appl. Probab. 5(2) (1995), 424–445]. We apply our results to several queuing systems and a birth and death process.</p>
</abstract>
<kwd-group>
<label>Keywords</label>
<kwd>Extreme values</kwd>
<kwd>regenerative processes</kwd>
<kwd>queuing systems</kwd>
</kwd-group>
<kwd-group kwd-group-type="MSC2010">
<label>2010 MSC</label>
<kwd>60G70</kwd>
<kwd>60F15</kwd>
<kwd>60K25</kwd>
</kwd-group>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="j_vmsta147_s_001">
<label>1</label>
<title>Introduction and main results</title>
<p>Various problems related to asymptotic behavior of extreme values of regenerative processes is of considerable practical interest and has attracted a lot of attention in probabilistic community. For example, extremes in queuing systems and of birth and death processes have been investigated in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta147_ref_002">2</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta147_ref_003">3</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta147_ref_006">6</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta147_ref_013">13</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta147_ref_020">20</xref>], to name but a few. Analysis carried out in the above papers is mostly based on the classical theory of extreme values for independent identically distributed (i.i.d.) random variables. A survey of early results in this direction can be found, among other, in paper [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta147_ref_003">3</xref>]. In recent paper [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta147_ref_022">22</xref>] a slightly different approach to the asymptotic analysis of extreme values of regenerative processes using a nonlinear time transformations has been proposed.</p>
<p>The aforementioned works were mostly aimed at the derivation of <italic>weak</italic> limit theorems for extremes of regenerative processes. In this article instead, we are interested in almost sure (a.s.) behavior of general regenerative processes and in particular of regenerative processes appearing in queuing and birth–death systems. Our main results formulated in Theorems <xref rid="j_vmsta147_stat_002">1</xref> and <xref rid="j_vmsta147_stat_003">2</xref> below provide the laws of iterated and triple logarithms for the running maximum of regenerative processes. A distinguishing feature of our results is a different scaling required for lim sup and lim inf. Under the assumption that the right tail of the maximum of a regenerative process over its regeneration cycle has an exponential tail, this type of behavior has already been observed in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta147_ref_011">11</xref>], see Proposition 3.2 therein. Our theorems provide a generalization of the aforementioned result and cover, for example, regenerative processes with Weibull-like tails of the maximum over a regeneration cycle. As in many other papers dealing with extremes of regenerative processes, our approach relies on analyzing the a.s. behavior of the running maximum of i.i.d. random variables. In this respect, let us also mention papers [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta147_ref_016">16</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta147_ref_017">17</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta147_ref_019">19</xref>] dealing with a.s. growth rate of the running maximum, see Section 3.5 in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta147_ref_008">8</xref>] for a survey.</p>
<p>Before formulating the results we introduce necessary definitions. Let us recall, see [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta147_ref_004">4</xref>], that a positive measurable function <italic>U</italic> defined in some neighbourhood of <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_001"><alternatives>
<mml:math><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$+\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is called regularly varying at <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_002"><alternatives>
<mml:math><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$+\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with index <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_003"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\kappa \in \mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> if <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_004"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$U(x)={x^{\kappa }}V(x)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and the function <italic>V</italic> is slowly varying at <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_005"><alternatives>
<mml:math><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$+\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, that is 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_001">
<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">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext>for all</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{t\to +\infty }{\lim }\frac{V(tx)}{V(t)}=1\hspace{1em}\text{for all}\hspace{2.5pt}x>0.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>Given a function <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_006"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$H:\mathbb{R}\to \mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> we denote by <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_007"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${H^{-1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> its generalized inverse defined by 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_002">
<label>(1)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</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:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">inf</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="{" close="}"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {H^{-1}}(y)=\inf \left\{x\in \mathbb{R}:H(x)>y\right\},\hspace{1em}y\in \mathbb{R}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>The following definition is of crucial importance for our main results.</p><statement id="j_vmsta147_stat_001"><label>Definition 1.</label>
<p>We say that a function <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_008"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$H:\mathbb{R}\to \mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> satisfies condition <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_009"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">U</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(\mathbb{U})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> if the following holds: 
<list>
<list-item id="j_vmsta147_li_001">
<label>1.</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta147_ineq_010"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\lim \nolimits_{x\to +\infty }}H(x)=+\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>;</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta147_li_002">
<label>2.</label>
<p>the function <italic>H</italic> is eventually nondecreasing and differentiable;</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta147_li_003">
<label>3.</label>
<p>the derivative <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_011"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">h</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$h(x):={H^{\prime }}(x)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is such that for some <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_012"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\kappa \in \mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the function 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_003">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</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:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><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">h</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</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:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \hat{h}(x)={({H^{-1}}(x))^{\prime }}=\frac{1}{h({H^{-1}}(x))},\hspace{1em}x\in \mathbb{R},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
is regularly varying at <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_013"><alternatives>
<mml:math><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$+\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with index <italic>κ</italic>.</p>
</list-item>
</list>
</p></statement>
<p>Note that the assumption of regular variation of <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_014"><alternatives>
<mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">h</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\hat{h}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> implies that <italic>h</italic> is eventually positive. Thus, <italic>H</italic> is eventually strictly increasing and the generalized inverse <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_015"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${H^{-1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> defined by (<xref rid="j_vmsta147_eq_002">1</xref>) eventually coincides with the usual inverse.</p>
<p>Let <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_016"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X={(X(t))_{t\ge 0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a regenerative random process, that is, 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_004">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext>for</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ X(t)={\xi _{k}}(t-{S_{k-1}})\hspace{1em}\text{for}\hspace{2.5pt}t\in [{S_{k-1}},{S_{k}}),\hspace{2.5pt}k\in \mathbb{N},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_005">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {S_{0}}=0,\hspace{2em}{S_{k}}={T_{1}}+\cdots +{T_{k}},\hspace{1em}k\in \mathbb{N},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_017"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</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:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({T_{k}},{\xi _{k}}(\cdot ))_{k\in \mathbb{N}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a sequence of independent copies of a pair <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_018"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ξ</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:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(T,\xi (\cdot ))$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, see, for example, [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta147_ref_021">21</xref>, Part II, Chapter 2] and [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta147_ref_009">9</xref>, Chapter 11, §8]. The points <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_019"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$({S_{k}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are called regeneration epochs and the interval <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_020"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$[{S_{k-1}},{S_{k}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the <italic>k</italic>-th period of regeneration.</p>
<p>For <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_021"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$t\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, put 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_006">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \bar{X}(t)=\underset{0\le s<t}{\sup }X(s),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and note that <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_022"><alternatives>
<mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\bar{X}({T_{1}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the maximum of the process <italic>X</italic> on the first period of regeneration. Let <italic>F</italic> be the distribution function of <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_023"><alternatives>
<mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\bar{X}({T_{1}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, that is, 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_007">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ F(x):=\mathbf{P}(\bar{X}({T_{1}})\le x).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Put 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_008">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ R(x):=-\log (1-F(x)),\hspace{1em}x\in \mathbb{R},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_009">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\alpha _{T}}=\mathbf{E}{T_{1}}=\mathbf{E}T.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Note also that it is always possible to write a decomposition 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_010">
<label>(2)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</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">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ R(x)={R_{0}}(x)+{R_{1}}(x),\hspace{1em}x\in \mathbb{R},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_011">
<label>(3)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</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">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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ |{R_{1}}(x)|\le {C_{1}}<\infty ,\hspace{1em}x\in \mathbb{R}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Here and hereafter we denote by <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_024"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</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">C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$C,{C_{1}},{C_{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> etc. some positive constants which may vary from place to place and may depend on parameters of the process <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_025"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">X</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:math>
<tex-math><![CDATA[$X(\cdot )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>We are ready to formulate our first result.</p><statement id="j_vmsta147_stat_002"><label>Theorem 1.</label>
<p><italic>Let</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_026"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</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:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${(X(t))_{t\ge 0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be a regenerative random process. Assume that there exists a decomposition</italic> (<xref rid="j_vmsta147_eq_010">2</xref>) <italic>such that</italic> (<xref rid="j_vmsta147_eq_011">3</xref>) <italic>holds and the function</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_027"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${R_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>satisfies condition</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_028"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">U</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(\mathbb{U})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. Suppose further that</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_029"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\alpha _{T}}<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. For large enough</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_030"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in \mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, let</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_031"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${r_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be the derivative of</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_032"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${R_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. Then</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_012">
<label>(4)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</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" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</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">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext mathvariant="italic">a.s.</mml:mtext><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{t\to \infty }{\limsup }\frac{{r_{0}}({A_{0}}(t))(\bar{X}(t)-{A_{0}}(t))}{{L_{2}}(t)}=1\hspace{1em}\textit{a.s.},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>and</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_013">
<label>(5)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim inf</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</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" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</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">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext mathvariant="italic">a.s.</mml:mtext><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{t\to \infty }{\liminf }\frac{{r_{0}}({A_{0}}(t))(\bar{X}(t)-{A_{0}}(t))}{{L_{3}}(t)}=-1\hspace{1em}\textit{a.s.},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>where</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_014">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {A_{0}}(t)={R_{0}^{-1}}\left(\log \frac{t}{{\alpha _{T}}}\right),\hspace{2em}{L_{2}}(t)=\log \log t,\hspace{2em}{L_{3}}(t)=\log \log \log t.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement>
<p>Our next result is a counterpart of Theorem <xref rid="j_vmsta147_stat_002">1</xref> for discrete processes taking values in some lattice in <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_033"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Such processes are important, among other fields, in the queuing theory. Assume that 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_015">
<label>(6)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="bold">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo><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:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathbf{P}(X(t)\in \{0,1,2,3,\dots \})=1,\hspace{1em}t\ge 0,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and, for <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_034"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$k=0,1,2,3,\dots $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, put 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_016">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">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[\[ {R_{k}}:=-\log \mathbf{P}(\bar{X}({T_{1}})>k).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Similarly to (<xref rid="j_vmsta147_eq_010">2</xref>) and (<xref rid="j_vmsta147_eq_011">3</xref>) we can write a decomposition 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_017">
<label>(7)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">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">R</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">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {R_{k}}={R_{0}}(k)+{R_{1}}(k),\hspace{1em}k=0,1,2,3,\dots ,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_035"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${R_{0}}:\mathbb{R}\to \mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_036"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${R_{1}}:\mathbb{R}\to \mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are real-valued functions and <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_037"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${R_{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is such that 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_018">
<label>(8)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</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">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:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ |{R_{1}}(k)|\le {C_{1}}<\infty ,\hspace{1em}k=0,1,2,3,\dots .\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p><statement id="j_vmsta147_stat_003"><label>Theorem 2.</label>
<p><italic>Let</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_038"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</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:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${(X(t))_{t\ge 0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be a regenerative random process such that</italic> (<xref rid="j_vmsta147_eq_015">6</xref>) <italic>holds. Assume that there exists a decomposition</italic> (<xref rid="j_vmsta147_eq_017">7</xref>) <italic>such that</italic> (<xref rid="j_vmsta147_eq_018">8</xref>) <italic>is fulfilled and the function</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_039"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${R_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>satisfies condition</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_040"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">U</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(\mathbb{U})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. Suppose also that</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_041"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\alpha _{T}}<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic> 
<list>
<list-item id="j_vmsta147_li_004">
<label>(i)</label>
<p><italic>The asymptotic relation</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_019">
<label>(9)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" 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 movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {r_{0}}({R_{0}^{-1}}(x))=o(\log x),\hspace{1em}x\to \infty ,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>entails</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_020">
<label>(10)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</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" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</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">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext mathvariant="italic">a.s.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{t\to \infty }{\limsup }\frac{{r_{0}}({A_{0}}(t))(\bar{X}(t)-{A_{0}}(t))}{{L_{2}}(t)}=1\hspace{1em}\textit{a.s.}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta147_li_005">
<label>(ii)</label>
<p><italic>The asymptotic relation</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_021">
<label>(11)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" 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 movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {r_{0}}({R_{0}^{-1}}(x))=o(\log \log x),\hspace{1em}x\to \infty ,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>entails</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_022">
<label>(12)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim inf</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</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" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</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">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext mathvariant="italic">a.s.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{t\to \infty }{\liminf }\frac{{r_{0}}({A_{0}}(t))(\bar{X}(t)-{A_{0}}(t))}{{L_{3}}(t)}=-1\hspace{1em}\textit{a.s.}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>The functions</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_042"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${A_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_043"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${r_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>were defined in Theorem</italic> <xref rid="j_vmsta147_stat_002"><italic>1</italic></xref><italic>.</italic></p>
</list-item>
</list>
</p></statement><statement id="j_vmsta147_stat_004"><label>Remark 1.</label>
<p>In the discrete setting we assume that there exist extensions of the sequences <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_044"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$({R_{0}}(k))$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_045"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</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">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$({R_{1}}(k))$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> to functions defined on the whole real line with the extension of <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_046"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${R_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> being smooth. While such an assumption might look artificial, it is necessary for keeping the paper homogeneous and allows us to work both in continuous and discrete settings with the same class of functions <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_047"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">U</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{U}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></statement>
<p>The article is organized as follows. In Section <xref rid="j_vmsta147_s_002">2</xref> we collect and prove some auxiliary results needed in the proofs of our main theorems. They are given in Section <xref rid="j_vmsta147_s_003">3</xref>. In Section <xref rid="j_vmsta147_s_004">4</xref> we apply Theorems <xref rid="j_vmsta147_stat_002">1</xref> and <xref rid="j_vmsta147_stat_003">2</xref> to some queuing systems and birth–death processes.</p>
</sec>
<sec id="j_vmsta147_s_002">
<label>2</label>
<title>Preliminaries</title>
<p>Let us consider a sequence <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_048"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({\xi _{k}})_{k\in \mathbb{N}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of independent copies of a random variable <italic>ξ</italic> with the distribution function <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_049"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">exp</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${F_{\xi }}(x)=\mathbf{P}(\xi \le x)=:1-\exp (-{R_{\xi }}(x))$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Put 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_023">
<label>(13)</label><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:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">max</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {z_{n}}=\underset{1\le i\le n}{\max }{\xi _{i}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>The following result was proved in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta147_ref_001">1</xref>], see Theorem 1 therein.</p><statement id="j_vmsta147_stat_005"><label>Lemma 1.</label>
<p><italic>Assume that the distribution of ξ is such that</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_050"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${R_{\xi }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>satisfies condition</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_051"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">U</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(\mathbb{U})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. With</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_052"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$a(n)={R_{\xi }^{-1}}(\log n)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>it holds</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_024">
<label>(14)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</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:mi mathvariant="italic">n</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" 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">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext mathvariant="italic">a.s.</mml:mtext><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{n\to \infty }{\limsup }\frac{{r_{\xi }}(a(n))({z_{n}}-a(n))}{{L_{2}}(n)}=1\hspace{1em}\textit{a.s.},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>and</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_025">
<label>(15)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim inf</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</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:mi mathvariant="italic">n</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" 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">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext mathvariant="italic">a.s.</mml:mtext><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{n\to \infty }{\liminf }\frac{{r_{\xi }}(a(n))({z_{n}}-a(n))}{{L_{3}}(n)}=-1\hspace{1em}\textit{a.s.},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>where, for large enough</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_053"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\in \mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_026">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</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">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:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</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">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</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">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {r_{\xi }}(x):={R^{\prime }_{\xi }}(x)=\frac{{F^{\prime }_{\xi }}(x)}{1-{F^{\prime }_{\xi }}(x)}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement>
<p>The proof of Lemma <xref rid="j_vmsta147_stat_005">1</xref>, given in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta147_ref_001">1</xref>], consists of two steps. Firstly, the claim is established for the standard exponential distribution <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_054"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\tau ^{e}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, that is, assuming <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_055"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="bold">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">exp</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbf{P}(\xi \le x)=\mathbf{P}({\tau ^{e}}\le x)=1-\exp (-x)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. In the second step the claim is proved for an arbitrary <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_056"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${R_{\xi }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> using regular variation and the representation 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_027">
<label>(16)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mover><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext>and</mml:mtext><mml:mspace width="1em"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:mover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {R_{\xi }^{-1}}({\tau ^{e}})\stackrel{d}{=}\xi \hspace{1em}\text{and}\hspace{1em}{R_{\xi }^{-1}}({z_{n}^{e}})\stackrel{d}{=}{z_{n}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Here and hereafter <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_057"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">max</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${z_{n}^{e}}={\max _{1\le i\le n}}{\tau _{i}^{e}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_058"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({\tau _{i}^{e}})_{i\in \mathbb{N}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are independent copies of <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_059"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\tau ^{e}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>We need the following generalization of Lemma <xref rid="j_vmsta147_stat_005">1</xref>.</p><statement id="j_vmsta147_stat_006"><label>Lemma 2.</label>
<p><italic>Assume that the law of ξ is such that the function</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_060"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${R_{\xi }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>possesses a decomposition</italic> (<xref rid="j_vmsta147_eq_010">2</xref>) <italic>with</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_061"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${R_{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>satisfying</italic> (<xref rid="j_vmsta147_eq_011">3</xref>) <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_062"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${R_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>satisfying condition</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_063"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">U</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(\mathbb{U})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. Then</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_028">
<label>(17)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</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" 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">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext mathvariant="italic">a.s.</mml:mtext><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{n\to \infty }{\limsup }\frac{{r_{0}}({a_{0}}(n))({z_{n}}-{a_{0}}(n))}{{L_{2}}(n)}=1\hspace{1em}\textit{a.s.},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>and</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_029">
<label>(18)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim inf</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</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" 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">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext mathvariant="italic">a.s.</mml:mtext><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{n\to \infty }{\liminf }\frac{{r_{0}}({a_{0}}(n))({z_{n}}-{a_{0}}(n))}{{L_{3}}(n)}=-1\hspace{1em}\textit{a.s.},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>where</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_064"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${a_{0}}(n)={R_{0}^{-1}}(\log n)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_065"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${r_{0}}(x)={R^{\prime }_{0}}(x)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p></statement>
<p>To prove Lemma <xref rid="j_vmsta147_stat_006">2</xref> we need the following simple result, see Theorem 3.1 in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta147_ref_005">5</xref>].</p><statement id="j_vmsta147_stat_007"><label>Lemma 3.</label>
<p><italic>Let H be a function regularly varying at</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_066"><alternatives>
<mml:math><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$+\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and let</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_067"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({c_{n}})_{n\in \mathbb{N}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_068"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({d_{n}})_{n\in \mathbb{N}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be two sequences of real numbers such that</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_069"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\lim \nolimits_{n\to \infty }}{c_{n}}=+\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_070"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\lim \nolimits_{n\to \infty }}{c_{n}}/{d_{n}}=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. Then</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_030">
<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:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">H</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{n\to \infty }{\lim }\frac{H({c_{n}})}{H({d_{n}})}=1.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement><statement id="j_vmsta147_stat_008"><label>Proof of Lemma 2.</label>
<p>Fix a sequence of standard exponential random variables <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_071"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({\tau _{i}^{e}})_{i\in \mathbb{N}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and assume without loss of generality that the sequence <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_072"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({z_{n}})_{n\in \mathbb{N}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is constructed from <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_073"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({\tau _{i}^{e}})_{i\in \mathbb{N}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> via formula (<xref rid="j_vmsta147_eq_027">16</xref>). The subsequent proof is divided into two steps.</p>
<p><sc>Step 1.</sc> Suppose additionally that the function <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_074"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${R_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is everywhere nondecreasing, differentiable, and <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_075"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${R_{0}}(-\infty )=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_076"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">exp</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${F_{0}}(x):=1-\exp (-{R_{0}}(x))$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a distribution function. Put <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_077"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\xi ^{\prime }_{i}}={R_{0}^{-1}}({\tau _{i}^{e}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_078"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$i\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and let <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_079"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">max</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${z^{\prime }_{n}}={\max _{1\le i\le n}}{\xi ^{\prime }_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. From Lemma <xref rid="j_vmsta147_stat_005">1</xref> we infer 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_031">
<label>(19)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</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" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</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">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext>a.s.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{n\to \infty }{\limsup }\frac{{r_{0}}({a_{0}}(n))({z^{\prime }_{n}}-{a_{0}}(n))}{{L_{2}}(n)}=1\hspace{1em}\text{a.s.}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Let <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_080"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${C_{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a constant such that (<xref rid="j_vmsta147_eq_011">3</xref>) holds. From the definition of the function <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_081"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${R_{\xi }^{-1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and decomposition (<xref rid="j_vmsta147_eq_010">2</xref>) we obtain 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_032">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {R_{0}^{-1}}(x-{C_{1}})\le {R_{\xi }^{-1}}(x)\le {R_{0}^{-1}}(x+{C_{1}}),\hspace{1em}x\in \mathbb{R},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and thereupon 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_033">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {R_{0}^{-1}}({z_{n}^{e}}-{C_{1}})\le {R_{\xi }^{-1}}({z_{n}^{e}})\le {R_{0}^{-1}}({z_{n}^{e}}+{C_{1}}).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Hence, by monotonicity of <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_082"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${R_{0}^{-1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we have 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_034">
<label>(20)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</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 mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</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:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ |{R_{\xi }^{-1}}({z_{n}^{e}})-{R_{0}^{-1}}({z_{n}^{e}})|\le {R_{0}^{-1}}({z_{n}^{e}}+{C_{1}})-{R_{0}^{-1}}({z_{n}^{e}}-{C_{1}})=2{C_{1}}{\hat{r}_{0}}({z_{n}^{e}}+{C_{1}}(2{\theta _{n}}-1)),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where the equality follows from the mean value theorem for differentiable functions, <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_083"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</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 mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\hat{r}_{0}}(x)={({R_{0}^{-1}}(x))^{\prime }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_084"><alternatives>
<mml:math><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$0\le {\theta _{n}}\le 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>It is known, see [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta147_ref_010">10</xref>, Chapter 4, Example 4.3.3], that 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_035">
<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:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext>a.s.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{n\to \infty }{\lim }\frac{{z_{n}^{e}}}{\log n}=1\hspace{1em}\text{a.s.}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Thus, from Lemma <xref rid="j_vmsta147_stat_007">3</xref> we deduce 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_036">
<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:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</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 mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</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:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</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 mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext>a.s.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{n\to \infty }{\lim }\frac{{\hat{r}_{0}}({z_{n}^{e}}+{C_{1}}(2{\theta _{n}}-1))}{{\hat{r}_{0}}(\log n)}=1\hspace{1em}\text{a.s.}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
In conjunction with (<xref rid="j_vmsta147_eq_034">20</xref>) this yields 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_037">
<label>(21)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</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 mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</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:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ |{R_{\xi }^{-1}}({z_{n}^{e}})-{R_{0}^{-1}}({z_{n}^{e}})|\le 2{C_{1}}{\hat{r}_{0}}(\log n)(1+o(1))=\frac{2{C_{1}}}{{r_{0}}({a_{0}}(n))}(1+o(1)).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Taking together relations (<xref rid="j_vmsta147_eq_031">19</xref>), (<xref rid="j_vmsta147_eq_037">21</xref>) we arrive at (<xref rid="j_vmsta147_eq_028">17</xref>).</p>
<p>Similarly, from Lemma <xref rid="j_vmsta147_stat_005">1</xref> we have 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_038">
<label>(22)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim inf</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</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" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</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">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext>a.s.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{n\to \infty }{\liminf }\frac{{r_{0}}({a_{0}}(n))({z^{\prime }_{n}}-{a_{0}}(n))}{{L_{3}}(n)}=-1\hspace{1em}\text{a.s.}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Therefore, (<xref rid="j_vmsta147_eq_029">18</xref>) follows from (<xref rid="j_vmsta147_eq_038">22</xref>) and (<xref rid="j_vmsta147_eq_037">21</xref>).</p>
<p><sc>Step 2.</sc> Let us now turn to the general case where the function <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_085"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${R_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is nondecreasing and differentiable on some interval <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_086"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$[{x_{0}},\infty )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_087"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${x_{0}}>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Recall decomposition (<xref rid="j_vmsta147_eq_010">2</xref>). Let <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_088"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\tilde{R}_{0}}:\mathbb{R}\to \mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_089"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\tilde{R}_{1}}:\mathbb{R}\to \mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be arbitrary nondecreasing differentiable functions such that 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_039">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext>and</mml:mtext><mml:mspace width="1em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</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">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext>for</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext>for</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}{\tilde{R}_{0}}(x)& ={R_{0}}(x)\hspace{1em}\text{and}\hspace{1em}{\tilde{R}_{1}}(x)={R_{1}}(x)\hspace{1em}\text{for}\hspace{2.5pt}x\ge {x_{0}},\\ {} {\tilde{R}_{0}}(x)& ={\tilde{R}_{1}}(x)=0\hspace{1em}\text{for}\hspace{2.5pt}x\le 0.\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Put 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_040">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</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">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \tilde{R}(x):={\tilde{R}_{0}}(x)+{\tilde{R}_{1}}(x),\hspace{1em}x\in \mathbb{R}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
The functions <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_090"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\tilde{R}_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_091"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\tilde{R}_{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_092"><alternatives>
<mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\tilde{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> satisfy all the assumptions of Step 1. Thus, if we set 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_041">
<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">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover></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:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:msub><mml:mrow><mml: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:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">max</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\tilde{\xi }_{i}}={\tilde{R}^{-1}}({\tau _{i}^{e}}),\hspace{2em}{\tilde{z}_{n}}=\underset{1\le i\le n}{\max }{\tilde{\xi }_{i}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
then the sequence <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_093"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><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:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({\tilde{z}_{n}})_{n\in \mathbb{N}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> satisfies (<xref rid="j_vmsta147_eq_028">17</xref>) and (<xref rid="j_vmsta147_eq_029">18</xref>) with the same normalizing functions <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_094"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${r_{0}}({a_{0}}(n))$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_095"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${a_{0}}(n)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The latter holds true since for sufficiently large <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_096"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> we have <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_097"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\tilde{R}_{0}^{-1}}(x)={R_{0}^{-1}}(x)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>It remains to note that the asymptotics of <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_098"><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: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[$({\tilde{z}_{n}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_099"><alternatives>
<mml:math><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">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$({z_{n}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are the same. Indeed, set 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_042">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">min</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>:</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {n_{0}}:=\min (i\ge 1:{\tau _{i}^{e}}\ge {y_{0}}),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_100"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${y_{0}}:=R({x_{0}})=\tilde{R}({x_{0}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_101"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml: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:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${z_{n}}={\tilde{z}_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_102"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\ge {n_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and we see that both (<xref rid="j_vmsta147_eq_028">17</xref>) and (<xref rid="j_vmsta147_eq_029">18</xref>) hold for <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_103"><alternatives>
<mml:math><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">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$({z_{n}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as well. This finishes the proof of Lemma <xref rid="j_vmsta147_stat_007">3</xref>.  □</p></statement>
<p>The next lemma is a counterpart of Lemma <xref rid="j_vmsta147_stat_006">2</xref> for discrete distributions. Assume that <italic>ξ</italic> has distribution 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_043">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="bold">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ξ</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">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathbf{P}(\xi =k)={p_{k}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_104"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${p_{k}}\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_105"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\textstyle\sum _{k=0}^{\infty }}{p_{k}}=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Put 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_044">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><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:munder><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">exp</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><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:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ q(k)=\sum \limits_{i>k}{p_{i}}=\exp (-{R_{\xi ,k}}).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p><statement id="j_vmsta147_stat_009"><label>Lemma 4.</label>
<p><italic>Let ξ be a random variable taking values in</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_106"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{0,1,2,3,\dots \}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and let</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_107"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${R_{\xi ,k}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be such that there exists a decomposition</italic> (<xref rid="j_vmsta147_eq_017">7</xref>) <italic>with</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_108"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${R_{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>satisfying</italic> (<xref rid="j_vmsta147_eq_018">8</xref>) <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_109"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${R_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>satisfying condition</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_110"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">U</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(\mathbb{U})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic> 
<list>
<list-item id="j_vmsta147_li_006">
<label>(i)</label>
<p><italic>if</italic> (<xref rid="j_vmsta147_eq_019">9</xref>) <italic>holds, then</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_111"><alternatives>
<mml:math><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">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$({z_{n}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>satisfies equality</italic> (<xref rid="j_vmsta147_eq_028">17</xref>)<italic>;</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta147_li_007">
<label>(ii)</label>
<p><italic>if</italic> (<xref rid="j_vmsta147_eq_021">11</xref>) <italic>holds, then</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_112"><alternatives>
<mml:math><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">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$({z_{n}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>also satisfies</italic> (<xref rid="j_vmsta147_eq_029">18</xref>)<italic>.</italic></p>
</list-item>
</list>
</p></statement><statement id="j_vmsta147_stat_010"><label>Proof.</label>
<p>Similarly to Lemma <xref rid="j_vmsta147_stat_006">2</xref> the proof is divided into two steps. We provide the details only for the first step leaving the second step for an interested reader. Thus, we put <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_113"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\xi ^{\prime }_{i}}={R_{0}^{-1}}({\tau _{i}^{e}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_114"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$i\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Note that <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_115"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\xi ^{\prime }_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are i.i.d. with the distribution function <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_116"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">exp</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${F_{0}}(x)=1-\exp (-{R_{0}}(x))$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Thus, for <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_117"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">max</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${z^{\prime }_{n}}={\max _{1\le i\le n}}{\xi ^{\prime }_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, equality (<xref rid="j_vmsta147_eq_031">19</xref>) holds.</p>
<p>Let us consider 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_045">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌈</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌉</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">inf</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="{" close="}"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">…</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \lceil {R_{\xi ,k}^{-1}}(y)\rceil =\inf \left\{k=0,1,2,3,\dots :{R_{\xi ,k}}\ge y\right\},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
then 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_046">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌈</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌉</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ |{R_{\xi ,k}^{-1}}(y)-\lceil {R_{\xi ,k}^{-1}}(y)\rceil |\le 1,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
for all <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_118"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$y\in \mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and therefore 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_047">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌈</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><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:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌈</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><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:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ |{R_{\xi ,k}^{-1}}({z_{n}^{e}})-\lceil {R_{\xi ,k}^{-1}}({z_{n}^{e}})\rceil |\le 1,\hspace{2em}|{R_{0}^{-1}}({z_{n}^{e}})-\lceil {R_{0}^{-1}}({z_{n}^{e}})\rceil |\le 1.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Further, condition (<xref rid="j_vmsta147_eq_018">8</xref>) and monotonicity of the function <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_119"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌈</mml:mo><mml:mo>·</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌉</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\lceil \cdot \rceil $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> both imply 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_048">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo fence="true" stretchy="false">⌈</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</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 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">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><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:mo fence="true" stretchy="false">⌈</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</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 fence="true" stretchy="false">⌉</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \lceil {R_{0}^{-1}}({z_{n}^{e}}-{C_{1}})\rceil \le \lceil {R_{\xi ,k}^{-1}}({z_{n}^{e}})\rceil \le \lceil {R_{0}^{-1}}({z_{n}^{e}}+{C_{1}})\rceil .\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Combining the above estimates, we derive 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_049">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {R_{0}^{-1}}({z_{n}^{e}}-{C_{1}})-2\le {R_{\xi ,k}^{-1}}({z_{n}^{e}})\le {R_{0}^{-1}}({z_{n}^{e}}+{C_{1}})+2.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
This means 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_050">
<label>(23)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right center left" columnspacing="10.0pt 10.0pt"><mml:mtr><mml:mtd class="eqnarray-1"><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="eqnarray-2"><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="eqnarray-3"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="eqnarray-1"/><mml:mtd class="eqnarray-2"><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="eqnarray-3"><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</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:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip10.0pt}c@{\hskip10.0pt}l}\displaystyle |{R_{\xi ,k}^{-1}}({z_{n}^{e}})-{R_{0}^{-1}}({z_{n}^{e}})|& \displaystyle \le & \displaystyle {R_{0}^{-1}}({z_{n}^{e}}+{C_{1}})-{R_{0}^{-1}}({z_{n}^{e}}-{C_{1}})+4\\ {} & \displaystyle \le & \displaystyle \frac{2{C_{1}}}{{r_{0}}({a_{0}}(n))}(1+o(1))+4,\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
see estimates (<xref rid="j_vmsta147_eq_034">20</xref>), (<xref rid="j_vmsta147_eq_037">21</xref>).</p>
<p>Assuming (<xref rid="j_vmsta147_eq_019">9</xref>) we see that (<xref rid="j_vmsta147_eq_028">17</xref>) holds. Similarly, condition (<xref rid="j_vmsta147_eq_021">11</xref>) yields (<xref rid="j_vmsta147_eq_029">18</xref>).  □</p></statement>
<p>The next simple lemma is probably known, however we prefer to give an elementary few lines proof. <statement id="j_vmsta147_stat_011"><label>Lemma 5.</label>
<p><italic>For arbitrary</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_120"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$p>1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_121"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$b\in \mathbb{R}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>it holds</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_051">
<label>(24)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><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:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\Lambda _{n}}:={\sum \limits_{k=1}^{n}}\frac{{p^{k}}}{{k^{b}}}=\frac{{p^{n+1}}}{(p-1){n^{b}}}(1+o(1)),\hspace{1em}n\to \infty .\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement><statement id="j_vmsta147_stat_012"><label>Proof.</label>
<p>By the Stolz–Cesáro theorem we have 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_052">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><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:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><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:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><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="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-odd"/><mml:mtd class="align-even"><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</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:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><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:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><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="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}\underset{n\to \infty }{\lim }\frac{(p-1){n^{b}}{\Lambda _{n}}}{{p^{n+1}}}& =\underset{n\to \infty }{\lim }\frac{{\Lambda _{n}}-{\Lambda _{n-1}}}{\frac{{p^{n+1}}}{(p-1){n^{b}}}-\frac{{p^{n}}}{(p-1){(n-1)^{b}}}}\\ {} & =\underset{n\to \infty }{\lim }\frac{\frac{{p^{n}}}{{n^{b}}}}{\frac{{p^{n+1}}}{(p-1){n^{b}}}-\frac{{p^{n}}}{(p-1){(n-1)^{b}}}}=\underset{n\to \infty }{\lim }\frac{p-1}{p-\frac{{n^{b}}}{{(n-1)^{b}}}}=1.\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
The proof is complete.  □</p></statement></p>
</sec>
<sec id="j_vmsta147_s_003">
<label>3</label>
<title>Proofs of Theorems <xref rid="j_vmsta147_stat_002">1</xref> and <xref rid="j_vmsta147_stat_003">2</xref></title><statement id="j_vmsta147_stat_013"><label>Proof of Theorem 1.</label>
<p>Let us start with a proof of equality (<xref rid="j_vmsta147_eq_012">4</xref>). To this end, we introduce the following notation 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_053">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munder><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">max</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {Y_{k}}=\underset{{S_{k-1}}\le t<{S_{k}}}{\sup }X(t),\hspace{2em}{Z_{n}}=\underset{1\le k\le n}{\max }{Y_{k}},\hspace{1em}k\in \mathbb{N}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Since <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_122"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$({S_{k}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are the moments of regeneration of the process <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_123"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</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:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${(X(t))_{t\ge 0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_124"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$({Y_{k}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are i.i.d. random variables. Furthermore, it is clear that the sequence <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_125"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$({Y_{k}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> satisfies conditions of Lemma <xref rid="j_vmsta147_stat_006">2</xref>. Therefore, 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_054">
<label>(25)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</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" 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">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext>a.s.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{n\to \infty }{\limsup }\frac{{r_{0}}({a_{0}}(n))({Z_{n}}-{a_{0}}(n))}{{L_{2}}(n)}=1\hspace{1em}\text{a.s.}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Denote by <italic>N</italic> the counting process for the sequence <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_126"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$({S_{k}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, that is, 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_055">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">max</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>:</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ N(t)=\max \{k\ge 0:{S_{k}}\le t\},\hspace{1em}t\ge 0.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Since <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_127"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\lim \nolimits_{t\to \infty }}N(t)=+\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> a.s. and <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_128"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$N(t)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> runs through all positive integers, from (<xref rid="j_vmsta147_eq_054">25</xref>) we obtain 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_056">
<label>(26)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml: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">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext>a.s.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{t\to \infty }{\limsup }\frac{{r_{0}}({R_{0}^{-1}}(\log N(t)))({Z_{N(t)}}-{R_{0}^{-1}}(\log N(t)))}{{L_{2}}(N(t))}=1\hspace{1em}\text{a.s.}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
By the strong law of large numbers for <italic>N</italic> we have 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_057">
<label>(27)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext>a.s.</mml:mtext><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{t\to \infty }{\lim }\frac{N(t)}{t}=\frac{1}{{\alpha _{T}}}\hspace{1em}\text{a.s.},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
whence, as <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_129"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$t\to \infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_058">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext>a.s.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \log N(t)=\log \frac{t}{{\alpha _{T}}}+o(1)\hspace{1em}\text{a.s.}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
In what follows <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_130"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$o(1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a random function which converges to zero a.s. as <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_131"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$t\to \infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Plugging the above representations into (<xref rid="j_vmsta147_eq_056">26</xref>), we obtain 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_059">
<label>(28)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo 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">L</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:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext>a.s.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{t\to \infty }{\limsup }\frac{{r_{0}}({R_{0}^{-1}}(\log \frac{t}{{\alpha _{T}}}+o(1)))({Z_{N(t)}}-{R_{0}^{-1}}(\log \frac{t}{{\alpha _{T}}}+o(1)))}{{L_{2}}(\frac{t}{{\alpha _{T}}}(1+o(1)))}=1\hspace{1em}\text{a.s.}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Further, by the slow variation of <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_132"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${L_{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> we can replace the denominator in (<xref rid="j_vmsta147_eq_059">28</xref>) by <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_133"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${L_{2}}(t)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Let us recall that under the assumptions of Theorem <xref rid="j_vmsta147_stat_002">1</xref>, the function <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_134"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</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 mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\hat{r}_{0}}(x)={({R_{0}^{-1}}(x))^{\prime }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is regularly varying at infinity. So using once again Lemma <xref rid="j_vmsta147_stat_007">3</xref>, we obtain the equalities 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_060">
<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">r</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 mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</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 mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\hat{r}_{0}}\bigg(\log \frac{t}{{\alpha _{T}}}+o(1)\bigg)={\hat{r}_{0}}\bigg(\log \frac{t}{{\alpha _{T}}}\bigg)(1+o(1))=\frac{1+o(1)}{{r_{0}}({R_{0}^{-1}}(\log \frac{t}{{\alpha _{T}}}))},\hspace{1em}t\to \infty ,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_061">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</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 mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">t</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[\[ {R_{0}^{-1}}\bigg(\log \frac{t}{{\alpha _{T}}}+o(1)\bigg)-{R_{0}^{-1}}\bigg(\log \frac{t}{{\alpha _{T}}}\bigg)=o(1){\hat{r}_{0}}\bigg(\log \frac{t}{{\alpha _{T}}}+o(1)\bigg),\hspace{1em}t\to \infty .\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Combining the above relations, from (<xref rid="j_vmsta147_eq_059">28</xref>) we derive 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_062">
<label>(29)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</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" 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">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</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">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext>a.s.</mml:mtext><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{t\to \infty }{\limsup }\frac{{r_{0}}({A_{0}}(t))({Z_{N(t)}}-{A_{0}}(t))}{{L_{2}}(t)}=1\hspace{1em}\text{a.s.},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
with <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_135"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${A_{0}}(t)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_136"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${r_{0}}(t)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as in Theorem <xref rid="j_vmsta147_stat_002">1</xref>. The same argument with <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_137"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$N(t)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> replaced by <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_138"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$N(t)+1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> yields 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_063">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</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" 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">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</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">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext>a.s.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{t\to \infty }{\limsup }\frac{{r_{0}}({A_{0}}(t))({Z_{N(t)+1}}-{A_{0}}(t))}{{L_{2}}(t)}=1\hspace{1em}\text{a.s.}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
It remains to note that 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_064">
<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:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext>a.s.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {Z_{N(t)}}\le \bar{X}(t)\le {Z_{N(t)+1}}\hspace{1em}\text{a.s.}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Summarizing this gives equality (<xref rid="j_vmsta147_eq_012">4</xref>). The proof of the relation (<xref rid="j_vmsta147_eq_013">5</xref>) utilizes equality (<xref rid="j_vmsta147_eq_029">18</xref>) of Lemma <xref rid="j_vmsta147_stat_006">2</xref> and is similar. We omit the details.  □</p></statement>
<p>The derivation of Theorem <xref rid="j_vmsta147_stat_003">2</xref> is based on Lemma <xref rid="j_vmsta147_stat_009">4</xref> and basically repeats the proof of Theorem <xref rid="j_vmsta147_stat_002">1</xref>. We leave the details to a reader.</p>
<p>Suppose that under the assumptions of Theorem <xref rid="j_vmsta147_stat_002">1</xref> the parameter <italic>t</italic> runs over a countable set <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_139"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="script">T</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$t\in \mathcal{T}:=\{{t_{0}}=0<{t_{1}}<{t_{2}}<\cdots \hspace{0.1667em}\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> such that <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_140"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\lim \nolimits_{i\to \infty }}{t_{i}}=+\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_141"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$i\to \infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The set <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_142"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="script">T</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathcal{T}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> can be random and the process <italic>X</italic> can depend on <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_143"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="script">T</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathcal{T}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Assume that <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_144"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="script">T</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbb{P}({S_{i}}\in \mathcal{T})=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for all <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_145"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$i\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Put <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_146"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{i}}:=X({t_{i}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_147"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">max</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\bar{X}_{n}}={\max _{0\le i\le n}}{X_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Assume that extreme values of the process <italic>X</italic> are attained at the points of the set <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_148"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="script">T</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathcal{T}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. More precisely, for all <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_149"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$t\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_065">
<label>(30)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">max</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext>a.s.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{0\le s\le t}{\sup }X(s)=\underset{0\le {t_{i}}\le t}{\max }{X_{i}}\hspace{1em}\text{a.s.}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>In what follows the next proposition will be useful. <statement id="j_vmsta147_stat_014"><label>Proposition 1.</label>
<p><italic>Under the assumptions of Theorem</italic> <xref rid="j_vmsta147_stat_002"><italic>1</italic></xref> <italic>suppose that there exists a set</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_150"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="script">T</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathcal{T}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>such that condition</italic> (<xref rid="j_vmsta147_eq_065">30</xref>) <italic>holds and, further,</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_066">
<label>(31)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext mathvariant="italic">a.s.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{n\to \infty }{\lim }\frac{{t_{n}}}{n}=\alpha \hspace{1em}\textit{a.s.}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>Then</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_067">
<label>(32)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext mathvariant="italic">a.s.</mml:mtext><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{t\to \infty }{\limsup }\frac{{r_{0}}(A(n))({\bar{X}_{n}}-A(n))}{{L_{2}}(n)}=1\hspace{1em}\textit{a.s.},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>and</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_068">
<label>(33)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim inf</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext mathvariant="italic">a.s.</mml:mtext><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{n\to \infty }{\liminf }\frac{{r_{0}}(A(n))({\bar{X}_{n}}-A(n))}{{L_{3}}(n)}=-1\hspace{1em}\textit{a.s.},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>where</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_069">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ A(n)={R_{0}^{-1}}\left(\log \frac{\alpha n}{{\alpha _{T}}}\right).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement><statement id="j_vmsta147_stat_015"><label>Proof.</label>
<p>A proof given below is similar to the proof of Theorem <xref rid="j_vmsta147_stat_002">1</xref>. From equations (<xref rid="j_vmsta147_eq_057">27</xref>) and (<xref rid="j_vmsta147_eq_066">31</xref>) we obtain, as <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_151"><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_vmsta147_eq_070">
<label>(34)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext>a.s.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \frac{N({t_{n}})}{n}=\frac{N({t_{n}})}{{t_{n}}}\frac{{t_{n}}}{n}\to \frac{\alpha }{{\alpha _{T}}}\hspace{1em}\text{a.s.}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Further, replacing <italic>n</italic> by <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_152"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</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[$N({t_{n}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in equality (<xref rid="j_vmsta147_eq_054">25</xref>), which is possible because <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_153"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</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[$N({t_{n}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> diverges to infinity through all positive integers, we get 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_071">
<label>(35)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">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:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</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="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</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="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext>a.s.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{n\to \infty }{\limsup }\frac{{r_{0}}({R_{0}^{-1}}(\log N({t_{n}})))({Z_{N({t_{n}})}}-{R_{0}^{-1}}(\log N({t_{n}})))}{{L_{2}}(N({t_{n}}))}=1\hspace{1em}\text{a.s.}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Directly from (<xref rid="j_vmsta147_eq_065">30</xref>) we derive 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_072">
<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:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</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:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext>a.s.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {Z_{N({t_{n}})}}\le {\bar{X}_{n}}\le {Z_{N({t_{n}})+1}}\hspace{1em}\text{a.s.}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
These inequalities and relations (<xref rid="j_vmsta147_eq_070">34</xref>), (<xref rid="j_vmsta147_eq_071">35</xref>) yield equality (<xref rid="j_vmsta147_eq_067">32</xref>). The same argument can be applied for proving (<xref rid="j_vmsta147_eq_068">33</xref>).  □</p></statement></p>
</sec>
<sec id="j_vmsta147_s_004">
<label>4</label>
<title>Applications</title><statement id="j_vmsta147_stat_016"><label>Example 1</label>
<title>(Queuing system <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_154"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$GI/G/1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>).</title>
<p>Let us consider a single-channel queuing system with customers arriving at <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_155"><alternatives>
<mml:math><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$0={t_{0}}<{t_{1}}<{t_{2}}<\cdots <{t_{i}}<\cdots \hspace{0.1667em}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Let <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_156"><alternatives>
<mml:math><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">W</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">W</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">W</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:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">W</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$0={W_{0}},{W_{1}},{W_{2}},\dots ,{W_{i}},\dots $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be the actual waiting times of the customers. Thus, at time <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_157"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$t=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> a first customer arrives and the service starts immediately. Denote by <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_158"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\zeta _{i}}={t_{i}}-{t_{i-1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, for <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_159"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$i\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the interarrival times between successive customers, and <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_160"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\eta _{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_161"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$i\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, is the service time of the <italic>i</italic>-th customer. Suppose that <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_162"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$({\zeta _{i}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_163"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$({\eta _{i}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are independent sequences of i.i.d. random variables. In the standard notation, this queuing system has the type <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_164"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$GI/G/1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, see [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta147_ref_012">12</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta147_ref_014">14</xref>].</p>
<p>Let <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_165"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">W</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$W(t)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be the waiting time of the last customer in the queue at time <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_166"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$t\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, that is, 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_073">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">W</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">W</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext>where</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">max</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>:</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</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[\[ W(t)={W_{\nu (t)}},\hspace{1em}\text{where}\hspace{2.5pt}\nu (t)=\max (k\ge 0:{t_{k}}\le t),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_074">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">W</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">W</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">W</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ W({t_{n}})=W({t_{n}}+)={W_{n}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Set 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_075">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">W</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mi mathvariant="italic">W</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">max</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">W</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \bar{W}(t)=\underset{0\le s\le t}{\sup }W(s)=\underset{0\le {t_{k}}\le t}{\max }{W_{k}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
then 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_076">
<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">W</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">max</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">W</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">W</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\bar{W}_{n}}=\underset{1\le i\le n}{\max }{W_{i}}=\bar{W}({t_{n}}).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Denote <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_167"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbf{E}{\zeta _{i}}=a$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_168"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbf{E}{\eta _{i}}=b$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and assume that both expectations are finite. Further, we impose the following conditions on <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_169"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\zeta _{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_170"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\eta _{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>: 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_077">
<label>(36)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \rho :=\frac{b}{a}<1\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and for some <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_171"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\gamma >0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, it holds 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_078">
<label>(37)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi><mml:mo movablelimits="false">exp</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi><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">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">exp</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathbf{E}\exp (\gamma ({\eta _{i}}-{\zeta _{i}}))=1,\hspace{2em}\mathbf{E}({\eta _{i}}-{\zeta _{i}})\exp (\gamma ({\eta _{i}}-{\zeta _{i}}))<\infty .\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Under these assumptions the evolution of the queuing system can be decomposed into busy periods, when a customer is in service, interleaved by idle periods, when the system is empty. Let us introduce regeneration moments <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_172"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$({S_{k}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of the process <italic>W</italic> as follows: <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_173"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${S_{0}}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and, for <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_174"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$i\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_175"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${S_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the arrival time of a new customer at the end of <italic>i</italic>-th idle period. Let <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_176"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${T_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be the duration of the <italic>i</italic>-th regeneration cycle, and <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_177"><alternatives>
<mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">W</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\bar{W}({T_{1}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be the maximum waiting time during the first regeneration cycle. It is known, see [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta147_ref_003">3</xref>] and [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta147_ref_013">13</xref>], that under conditions (<xref rid="j_vmsta147_eq_077">36</xref>) and (<xref rid="j_vmsta147_eq_078">37</xref>), we have 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_079">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="bold">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">W</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">exp</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">x</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[\[ \mathbf{P}(\bar{W}({T_{1}})>x)=(C+o(1))\exp (-\gamma x),\hspace{1em}x\to \infty .\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Condition (<xref rid="j_vmsta147_eq_077">36</xref>) also guarantees that the average duration of the <italic>i</italic>-th regeneration cycle is finite, that is, <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_178"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\alpha _{T}}=\mathbf{E}{T_{i}}<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, see [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta147_ref_014">14</xref>, Chapter 14, §3, Theorem 3.2].</p>
<p>Thus, if we set <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_179"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">W</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X(t)=W(t)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_180"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${R_{0}}(x)=\gamma x$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_181"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${R_{1}}(x)=\log C+o(1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_182"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${r_{0}}(x)=\gamma $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then from Theorem <xref rid="j_vmsta147_stat_002">1</xref> and Proposition <xref rid="j_vmsta147_stat_014">1</xref> we derive the corollary. <statement id="j_vmsta147_stat_017"><label>Corollary 1.</label>
<p><italic>Assume that the queuing system</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_183"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$GI/G/1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>satisfies conditions</italic> (<xref rid="j_vmsta147_eq_077">36</xref>) <italic>and</italic> (<xref rid="j_vmsta147_eq_078">37</xref>)<italic>. Then</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_080">
<label>(38)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">W</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">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:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">W</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</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">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext mathvariant="italic">a.s.</mml:mtext><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{t\to \infty }{\limsup }\frac{\gamma \bar{W}(t)-\log t}{{L_{2}}(t)}=\underset{n\to \infty }{\limsup }\frac{\gamma {\bar{W}_{n}}-\log n}{{L_{2}}(n)}=1\hspace{1em}\textit{a.s.},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>and</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_081">
<label>(39)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim inf</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">W</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim inf</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">W</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</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">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext mathvariant="italic">a.s.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{t\to \infty }{\liminf }\frac{\gamma \bar{W}(t)-\log t}{{L_{3}}(t)}=\underset{n\to \infty }{\liminf }\frac{\gamma {\bar{W}_{n}}-\log n}{{L_{3}}(n)}=-1\hspace{1em}\textit{a.s.}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement><statement id="j_vmsta147_stat_018"><label>Remark 2.</label>
<p>
<list>
<list-item id="j_vmsta147_li_008">
<label>(i)</label>
<p>Suppose that 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_082">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="bold">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">exp</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:mi mathvariant="bold">P</mml:mi><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">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">exp</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><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[\[ \mathbf{P}({\zeta _{i}}\le x)=1-\exp (-\lambda x),\hspace{2em}\mathbf{P}({\eta _{i}}\le x)=1-\exp (-\mu x),\hspace{1em}x\ge 0,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
that is, we consider the queuing system <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_184"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$M/M/1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Assume further, that <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_185"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\rho :=\lambda /\mu <1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. It is easy to check that conditions (<xref rid="j_vmsta147_eq_077">36</xref>) and (<xref rid="j_vmsta147_eq_078">37</xref>) are fulfilled, and therefore equalities (<xref rid="j_vmsta147_eq_080">38</xref>) and (<xref rid="j_vmsta147_eq_081">39</xref>) hold with <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_186"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\gamma =\mu -\lambda =\mu (1-\rho )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta147_li_009">
<label>(ii)</label>
<p>Suppose that 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_083">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="bold">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">exp</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><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[\[ \mathbf{P}({\zeta _{i}}\le x)=1-\exp (-\lambda x),\hspace{1em}x\ge 0,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_187"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="bold">P</mml:mi><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">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbf{P}({\eta _{i}}=const=d)=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Assume further, that <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_188"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\rho :=\lambda d<1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then relations (<xref rid="j_vmsta147_eq_077">36</xref>)–(<xref rid="j_vmsta147_eq_081">39</xref>) hold with <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_189"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\gamma ={x_{\rho }}/d$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, with <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_190"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${x_{\rho }}>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> being the unique positive root of the equation 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_084">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {e^{x}}=1+\frac{x}{\rho }.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
</list-item>
</list>
</p></statement></p></statement><statement id="j_vmsta147_stat_019"><label>Example 2</label>
<title>(Queuing system <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_191"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$M/M/m$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>).</title>
<p>Let us now consider a queuing system with <italic>m</italic> servers and customers which arrive according to the Poisson process with intensity <italic>λ</italic>, and service times being independent copies of a random variable <italic>η</italic> with an exponential distribution 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_085">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="bold">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">exp</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathbf{P}(\eta \le x)=1-\exp (-\mu x),\hspace{1em}x\ge 0.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
In the standard notation, this queuing system has the type <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_192"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$M/M/m$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, see [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta147_ref_012">12</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta147_ref_014">14</xref>].</p>
<p>We impose the following assumption on the parameters <italic>λ</italic> and <italic>μ</italic> ensuring existence of the stationary regime: 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_086">
<label>(40)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \rho :=\frac{\lambda }{m\mu }<1.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
For <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_193"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$t\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, let <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_194"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">Q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$Q(t)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> denote the length of the queue at time <italic>t</italic>, that is, the total number of customers in service or pending. Set 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_087">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mi mathvariant="italic">Q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \bar{Q}(t)=\underset{0\le s<t}{\sup }Q(s),\hspace{1em}t\ge 0.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
In the same way as in Example <xref rid="j_vmsta147_stat_016">1</xref>, one can introduce regeneration moments <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_195"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$({S_{k}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for the process <italic>Q</italic>: <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_196"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${S_{0}}:=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and, for <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_197"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$i\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_198"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${S_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the arrival time of a new customer after the <italic>i</italic>-th busy period. Let <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_199"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${T_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be the duration of the <italic>i</italic>-th regeneration cycle and <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_200"><alternatives>
<mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\bar{Q}({T_{1}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be the maximum length of the queue in the first regeneration cycle. Put 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_088">
<label>(41)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="bold">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">exp</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathbf{P}(\bar{Q}({T_{1}})>x)=\exp (-R(x)).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
In recent paper [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta147_ref_007">7</xref>] the authors established that function <italic>R</italic> in (<xref rid="j_vmsta147_eq_088">41</xref>) satisfies conditions (<xref rid="j_vmsta147_eq_017">7</xref>) and (<xref rid="j_vmsta147_eq_018">8</xref>) with 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_089">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {R_{0}}(x)=-x\log \rho ,\hspace{2em}{r_{0}}(x)=-\log \rho .\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Using Theorem <xref rid="j_vmsta147_stat_003">2</xref> we infer <statement id="j_vmsta147_stat_020"><label>Corollary 2.</label>
<p><italic>Assume that for a queuing system</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_201"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$M/M/m$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_202"><alternatives>
<mml:math><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$1\le m<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, the condition</italic> (<xref rid="j_vmsta147_eq_086">40</xref>) <italic>is fulfilled. Then</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_090">
<label>(42)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</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:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext mathvariant="italic">a.s.</mml:mtext><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{t\to \infty }{\limsup }\frac{\bar{Q}(t)\log \frac{1}{\rho }-\log t}{{L_{2}}(t)}=1\hspace{1em}\textit{a.s.},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>and</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_091">
<label>(43)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim inf</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</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:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext mathvariant="italic">a.s.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{t\to \infty }{\liminf }\frac{\bar{Q}(t)\log \frac{1}{\rho }-\log t}{{L_{3}}(t)}=-1,\hspace{1em}\textit{a.s.}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement><statement id="j_vmsta147_stat_021"><label>Remark 3.</label>
<p>Relations (<xref rid="j_vmsta147_eq_090">42</xref>) and (<xref rid="j_vmsta147_eq_091">43</xref>) have been proved in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta147_ref_007">7</xref>] by direct calculations. Let us note that in case <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_203"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$m=\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, which has also been treated in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta147_ref_007">7</xref>], the asymptotics of <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_204"><alternatives>
<mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\bar{Q}(t)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is of completely different form, see also [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta147_ref_018">18</xref>].</p></statement></p></statement><statement id="j_vmsta147_stat_022"><label>Example 3</label>
<title>(Birth and death processes).</title>
<p>Let <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_205"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X={(X(t))_{t\ge 0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a birth and death processes with parameters 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_092">
<label>(44)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\lambda _{n}}=\lambda n+a,\hspace{2em}{\mu _{n}}=\mu n,\hspace{1em}\lambda ,\mu ,a>0,\hspace{2.5pt}n=0,1,2,\dots ,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
see [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta147_ref_014">14</xref>, Ch. 7, <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_206"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="normal">§</mml:mi><mml:mn>6</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathrm{§}6$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>]. That is, <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_207"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</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:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${(X(t))_{t\ge 0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a time-homogeneous Markov process such that, for <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_208"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$t\ge 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, given <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_209"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\{X(t)=n\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the probability of transition to state <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_210"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n+1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> over a small period of time <italic>δ</italic> is <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_211"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(\lambda n+a)\delta +o(\delta )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_212"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n=0,1,2,3,\dots $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and the probability of transition to <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_213"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n-1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_214"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mu n\delta +o(\delta )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_215"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n=1,2,3,\dots $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The parameter <italic>a</italic> can be interpreted as the infinitesimal intensity of population growth due to immigration. The birth–death process <italic>X</italic> is usually called the process with linear growth and immigration.</p>
<p>We assume that <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_216"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X(0)=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_093">
<label>(45)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \rho :=\frac{\lambda }{\mu }<1.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Put 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_094">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∏</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\theta _{0}}=1,\hspace{2em}{\theta _{k}}={\prod \limits_{i=1}^{k}}\frac{{\lambda _{i-1}}}{{\mu _{i}}},\hspace{1em}k\in \mathbb{N}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
It is not difficult to check that condition (<xref rid="j_vmsta147_eq_093">45</xref>) ensures 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_095">
<label>(46)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \sum \limits_{k\ge 1}{\theta _{k}}<\infty ,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_096">
<label>(47)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munder><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \sum \limits_{k\ge 1}\frac{1}{{\lambda _{k}}{\theta _{k}}}=\infty .\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Under conditions (<xref rid="j_vmsta147_eq_095">46</xref>) and (<xref rid="j_vmsta147_eq_096">47</xref>), see [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta147_ref_014">14</xref>] and [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta147_ref_015">15</xref>], there exists a stationary regime, that is, 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_097">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mi mathvariant="bold">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{t\to \infty }{\lim }\mathbf{P}(X(t)=k)={p_{k}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
with 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_098">
<label>(48)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext>where</mml:mtext><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">(</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {p_{k}}={\theta _{k}}{p_{0}},\hspace{1em}k=0,1,2,3,\dots ,\hspace{1em}\text{where}\hspace{2.5pt}{p_{0}}={\Bigg({\sum \limits_{k=0}^{\infty }}{\theta _{k}}\Bigg)^{-1}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>Further, <italic>X</italic> is a regenerative process with regeneration moments <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_217"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$({S_{k}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_218"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${S_{0}}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_219"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${S_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_220"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$i\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, is the moment of <italic>i</italic>-th return to state 0. It is known that 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_099">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \mathbf{E}{T_{k}}=\frac{1}{({\lambda _{0}}+{\mu _{0}}){p_{0}}}=\frac{1}{a{p_{0}}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_221"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${T_{k}}={S_{k}}-{S_{k-1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the duration of the <italic>k</italic>-th regeneration cycle, see Eq. (32) in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta147_ref_022">22</xref>]. If (<xref rid="j_vmsta147_eq_093">45</xref>) holds, then 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_100">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ M(t):=\mathbf{E}X(t)\to \frac{a}{\mu -\lambda },\hspace{1em}t\to \infty ,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
see [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta147_ref_014">14</xref>]. We are interested in the asymptotic behavior of extreme values 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_101">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \bar{X}(t)=\underset{0\le s<t}{\sup }X(s),\hspace{1em}t\ge 0.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Let us show how to apply Theorem <xref rid="j_vmsta147_stat_003">2</xref> to the asymptotic analysis of <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_222"><alternatives>
<mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\bar{X}(t)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Firstly, we need to evaluate accurately the sequence <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_223"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(R(n))$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> defined by 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_102">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">exp</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ q(n):=\mathbf{P}(\bar{X}({T_{1}})>n)=\exp (-R(n)).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
It is known, see [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta147_ref_003">3</xref>] or Eq. (34) in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta147_ref_022">22</xref>], that 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_103">
<label>(49)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ q(n)=\frac{1}{{\textstyle\textstyle\sum _{k=0}^{n}}{\alpha _{k}}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_224"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\alpha _{0}}=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_225"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∏</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\alpha _{k}}={\textstyle\prod _{i=1}^{k}}\frac{{\mu _{i}}}{{\lambda _{i}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_226"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$k\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Using equalities (<xref rid="j_vmsta147_eq_092">44</xref>) and (<xref rid="j_vmsta147_eq_093">45</xref>) we can rewrite <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_227"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\alpha _{k}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as follows: 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_104">
<label>(50)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∏</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\alpha _{k}}=\frac{{\beta _{k}}}{{\rho ^{k}}},\hspace{2em}{\beta _{k}}={\prod \limits_{i=1}^{k}}\left(1-\frac{1}{1+i\lambda /a}\right).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Further, using Taylor’s expansion 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_105">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⋯</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \log (1+x)=x-\frac{{x^{2}}}{2}+\frac{{x^{3}}}{3}-\cdots \hspace{0.1667em},\hspace{1em}|x|<1,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
we have 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_106">
<label>(51)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \log {\beta _{k}}={\sum \limits_{i=1}^{k}}\log \left(1-\frac{1}{1+i\lambda /a}\right)=-{\sum \limits_{i=1}^{k}}\frac{1}{1+i\lambda /a}+{d_{k}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_228"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${d_{k}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has a finite limit, as <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_229"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$k\to \infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Combining the relation 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_107">
<label>(52)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfenced separators="" open="|" close="|"><mml:mrow>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>−</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">i</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">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \left|{\sum \limits_{i=1}^{k}}\frac{1}{1+i\lambda /a}-{\sum \limits_{i=1}^{k}}\frac{1}{i\lambda /a}\right|={\sum \limits_{i=1}^{k}}\frac{a}{\lambda i(1+i\lambda /a)}={C_{1}}+o(1),\hspace{1em}k\to \infty ,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and the fact 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_108">
<label>(53)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{n\to \infty }{\lim }{\sum \limits_{i=1}^{n}}\frac{1}{i}-\log n=\gamma ,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
with <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_230"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.577</mml:mn><mml:mo>…</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\gamma =0.577\dots $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> being the Euler–Mascheroni constant, we conclude 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_109">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">k</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[\[ {\sum \limits_{i=1}^{k}}\log \left(1-\frac{1}{1+i\lambda /a}\right)=-\frac{a}{\lambda }\log k+{C_{2}}+o(1),\hspace{1em}k\to \infty .\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Therefore, 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_110">
<label>(54)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">β</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">C</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo 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[\[ {\beta _{k}}=C{k^{-a/\lambda }}(1+o(1)),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_111">
<label>(55)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∏</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ C={e^{{C_{2}}}}:=\underset{n\to \infty }{\lim }{n^{a/\lambda }}{\prod \limits_{i=1}^{n}}\bigg(1-\frac{1}{1+i\lambda /a}\bigg).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Now we can apply Lemma <xref rid="j_vmsta147_stat_011">5</xref> to obtain 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_112">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><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:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\Lambda _{n}}={\sum \limits_{k=1}^{n}}\frac{{\rho ^{-k}}}{{k^{a/\lambda }}}=\frac{{\rho ^{-n-1}}}{(\frac{1}{\rho }-1){n^{a/\lambda }}}(1+o(1)),\hspace{1em}n\to \infty .\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Taking into account equality (<xref rid="j_vmsta147_eq_110">54</xref>), we obtain 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_113">
<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">k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><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:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {\sum \limits_{k=0}^{n}}{\alpha _{k}}=\frac{C{\rho ^{-n-1}}}{(1/\rho -1){n^{a/\lambda }}}(1+o(1)),\hspace{1em}n\to \infty .\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Thus, 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_114">
<label>(56)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ q(n)=\frac{1/\rho -1}{C}{\rho ^{n+1}}{n^{a/\lambda }}(1+o(1)),\hspace{1em}n\to \infty ,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and we have the following representation 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_115">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</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">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ R(n)=-\log q(n)={R_{0}}(n)+{R_{1}}(n),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_116">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</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">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><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[\[ {R_{0}}(n)=-n\log \rho -\frac{a}{\lambda }\log n,\hspace{2em}{R_{1}}(n)=-\log \frac{1/\rho -1}{C}-\log \rho +o(1),\hspace{1em}n\to \infty .\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
The function <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_231"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${R_{0}}(x)=-x\log \rho -\frac{a}{\lambda }\log x$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is increasing for <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_232"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$x\ge {x_{0}}=-\frac{a}{\lambda \log \rho }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and, furthermore, satisfies condition <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_233"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">U</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(\mathbb{U})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Since <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_234"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${r_{0}}(x)=-\log \rho -\frac{a}{\lambda x}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, conditions (<xref rid="j_vmsta147_eq_019">9</xref>), (<xref rid="j_vmsta147_eq_021">11</xref>) of Theorem <xref rid="j_vmsta147_stat_003">2</xref> hold.</p>
<p>It remains to find a simple formula for the function <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_235"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${A_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in (<xref rid="j_vmsta147_eq_020">10</xref>) and (<xref rid="j_vmsta147_eq_022">12</xref>). To this end, let us write 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_117">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</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="italic">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \log \left(\frac{t}{{\alpha _{T}}}\right)={R_{0}}({A_{0}}(t))=-{A_{0}}(t)\log \rho -\frac{a}{\lambda }\log {A_{0}}(t)={A_{0}}(t)\left(-\log \rho +o(1)\right),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
as <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_236"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$t\to \infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Upon taking logarithms we get 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_118">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \log {A_{0}}(t)=\log \log \left(\frac{t}{{\alpha _{T}}}\right)+O(1),\hspace{1em}t\to \infty ,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and plugging this back into the initial equality yields 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_119">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</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:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ {A_{0}}(t)=\frac{\log t+\frac{a}{\lambda }{L_{2}}(t)+O(1)}{-\log \rho }.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Thus, from Theorem <xref rid="j_vmsta147_stat_003">2</xref> we infer the following. <statement id="j_vmsta147_stat_023"><label>Corollary 3.</label>
<p><italic>Let</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_237"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</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:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${(X(t))_{t\ge 0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be the birth and death process with parameters</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_238"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\lambda _{n}}=\lambda n+a$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_239"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mu _{n}}=\mu n$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, where</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_240"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\lambda ,\mu ,a>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_241"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n=0,1,2,3,\dots $]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. Suppose also that</italic> (<xref rid="j_vmsta147_eq_093">45</xref>) <italic>holds. Then</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_120">
<label>(57)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</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:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext mathvariant="italic">a.s.</mml:mtext><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{t\to \infty }{\limsup }\frac{\bar{X}(t)\log \frac{1}{\rho }-\log t}{{L_{2}}(t)}=1+\frac{a}{\lambda },\hspace{1em}\textit{a.s.},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>and</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_121">
<label>(58)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim inf</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</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:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">log</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext mathvariant="italic">a.s.</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{t\to \infty }{\liminf }\frac{\bar{X}(t)\log \frac{1}{\rho }-\log t-\frac{a}{\lambda }{L_{2}}(t)}{{L_{3}}(t)}=-1,\hspace{1em}\textit{a.s.}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement><statement id="j_vmsta147_stat_024"><label>Remark 4.</label>
<p>It is clear from the above calculations that the condition <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_242"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X(0)=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> can be removed, that is, equations (<xref rid="j_vmsta147_eq_120">57</xref>) and (<xref rid="j_vmsta147_eq_121">58</xref>) hold true for an arbitrary starting point <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_243"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$X(0)\in \{0,1,2,\dots \}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p></statement></p>
<p>Let us finally mention without a proof a statement which follows easily from equations (<xref rid="j_vmsta147_eq_098">48</xref>), (<xref rid="j_vmsta147_eq_114">56</xref>) and Theorem 2 in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta147_ref_022">22</xref>]. <statement id="j_vmsta147_stat_025"><label>Corollary 4.</label>
<p><italic>Let</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_244"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</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:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${(X(t))_{t\ge 0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be the birth and death process that satisfies all conditions of Corollary</italic> <xref rid="j_vmsta147_stat_023"><italic>3</italic></xref><italic>. Then</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_122">
<label>(59)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mi mathvariant="bold">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">exp</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo 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[\[ \underset{n\to \infty }{\lim }\mathbf{P}(\bar{X}({t_{n}^{\ast }})\ge n)=1-\exp (-a{p_{0}}x),\hspace{1em}x>0,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>where</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_245"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${t_{n}^{\ast }}=C{\rho ^{-n}}{n^{-a/\lambda }}x/(1/\rho -1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, while</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_246"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${p_{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and C are defined by</italic> (<xref rid="j_vmsta147_eq_098">48</xref>) <italic>and</italic> (<xref rid="j_vmsta147_eq_111">55</xref>)<italic>. This relation can also be recast in a more transparent way as follows:</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta147_eq_123">
<label>(60)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mi mathvariant="bold">P</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">C</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:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">exp</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[ \underset{n\to \infty }{\lim }\mathbf{P}({C^{-1}}(1/\rho -1){\rho ^{n}}{n^{a/\lambda }}{X^{-1}}(n)>x)=\exp (-a{p_{0}}x),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>where</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_247"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">inf</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X^{-1}}(n)=\inf \{t\in \mathbb{R}:X(t)=n\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is the first time when</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_248"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">t</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:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${(X(t))_{t\ge 0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>visits state</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_249"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n\in \mathbb{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, that is, the distribution of</italic> <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_250"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\rho ^{n}}{n^{a/\lambda }}{X^{-1}}(n)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>converges to an exponential law.</italic></p></statement></p></statement>
</sec>
</body>
<back>
<ack id="j_vmsta147_ack_001">
<title>Acknowledgments</title>
<p>We thank anonymous referees for a number of useful suggestions and remarks.</p></ack>
<ref-list id="j_vmsta147_reflist_001">
<title>References</title>
<ref id="j_vmsta147_ref_001">
<label>[1]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Akbash</surname>, <given-names>K.S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Matsak</surname>, <given-names>I.K.</given-names></string-name>: <article-title>One improvement of the law of the iterated logarithm for the maximum scheme</article-title>. <source>Ukr. Math. J.</source> <volume>64</volume>(<issue>8</issue>), <fpage>1290</fpage>–<lpage>1296</lpage> (<year>2013</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3104866">MR3104866</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1007/s11253-013-0716-7" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1007/s11253-013-0716-7</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta147_ref_002">
<label>[2]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Anderson</surname>, <given-names>C.W.</given-names></string-name>: <article-title>Extreme value theory for a class of discrete distributions with applications to some stochastic processes</article-title>. <source>J. Appl. Probab.</source> <volume>7</volume>, <fpage>99</fpage>–<lpage>113</lpage> (<year>1970</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=256441">MR256441</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1017/s0021900200026978" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1017/s0021900200026978</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta147_ref_003">
<label>[3]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Asmussen</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>: <article-title>Extreme value theory for queues via cycle maxima</article-title>. <source>Extremes</source> <volume>1</volume>(<issue>2</issue>), <fpage>137</fpage>–<lpage>168</lpage> (<year>1998</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1814621">MR1814621</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1023/A:1009970005784" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1023/A:1009970005784</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta147_ref_004">
<label>[4]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Bingham</surname>, <given-names>N.H.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Goldie</surname>, <given-names>C.M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Teugels</surname>, <given-names>J.L.</given-names></string-name>: <source>Regular Variation</source>. <series>Encyclopedia of Mathematics and its Applications</series>, vol. <volume>27</volume>, p. <fpage>494</fpage>. <publisher-name>Cambridge University Press</publisher-name>, <publisher-loc>Cambridge</publisher-loc> (<year>1989</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1015093">MR1015093</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta147_ref_005">
<label>[5]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Buldygin</surname>, <given-names>V.V.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Klesov</surname>, <given-names>O.I.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Steinebach</surname>, <given-names>J.G.</given-names></string-name>: <article-title>Properties of a subclass of Avakumović functions and their generalized inverses</article-title>. <source>Ukr. Math. J.</source> <volume>54</volume>(<issue>2</issue>), <fpage>149</fpage>–<lpage>169</lpage> (<year>2002</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1952816">MR1952816</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1023/A:1020178327423" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1023/A:1020178327423</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta147_ref_006">
<label>[6]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Cohen</surname>, <given-names>J.W.</given-names></string-name>: <article-title>Extreme value distribution for the <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_251"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$M/G/1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and the <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_252"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$G/M/1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> queueing systems</article-title>. <source>Ann. Inst. Henri Poincaré Sect. B (N.S.)</source> <volume>4</volume>, <fpage>83</fpage>–<lpage>98</lpage> (<year>1968</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0232466">MR0232466</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta147_ref_007">
<label>[7]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Dovgaĭ</surname>, <given-names>B.V.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Matsak</surname>, <given-names>I.K.</given-names></string-name>: <article-title>Asymptotic behavior of the extreme values of the queue length in <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_253"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$M/M/m$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> queuing systems</article-title>. <source>Kibern. Sist. Anal.</source> <volume>55</volume>(<issue>2</issue>), <fpage>171</fpage>–<lpage>179</lpage> (<year>2019</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3927561">MR3927561</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta147_ref_008">
<label>[8]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Embrechts</surname>, <given-names>P.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Klüppelberg</surname>, <given-names>C.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Mikosch</surname>, <given-names>T.</given-names></string-name>: <source>Modelling Extremal Events: for Insurance and Finance</source>. <publisher-name>Springer</publisher-name> (<year>2013</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1458613">MR1458613</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1007/978-3-642-33483-2" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1007/978-3-642-33483-2</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta147_ref_009">
<label>[9]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Feller</surname>, <given-names>W.</given-names></string-name>: <source>An Introduction to Probability Theory and Its Applications. Vol. II</source>. <edition>Second edition</edition>, p. <fpage>669</fpage>. <publisher-name>John Wiley &amp; Sons, Inc.</publisher-name>, <publisher-loc>New York-London-Sydney</publisher-loc> (<year>1971</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0270403">MR0270403</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta147_ref_010">
<label>[10]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Galambos</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>: <source>The Asymptotic Theory of Extreme Order Statistics</source>, p. <fpage>352</fpage>. <publisher-name>John Wiley &amp; Sons</publisher-name>, <publisher-loc>New York-Chichester-Brisbane</publisher-loc> (<year>1978</year>). <comment>Wiley Series in Probability and Mathematical Statistics</comment>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=489334">MR489334</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta147_ref_011">
<label>[11]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Glasserman</surname>, <given-names>P.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Kou</surname>, <given-names>S.-G.</given-names></string-name>: <article-title>Limits of first passage times to rare sets in regenerative processes</article-title>. <source>Ann. Appl. Probab.</source> <volume>5</volume>(<issue>2</issue>), <fpage>424</fpage>–<lpage>445</lpage> (<year>1995</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1336877">MR1336877</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta147_ref_012">
<label>[12]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Gnedenko</surname>, <given-names>B.V.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Kovalenko</surname>, <given-names>I.N.</given-names></string-name>: <source>Introduction to Queueing Theory</source>, <edition>2</edition>nd edn. <series>Mathematical Modeling</series>, vol. <volume>5</volume>, p. <fpage>314</fpage>. <publisher-name>Birkhäuser Boston, Inc.</publisher-name>, <publisher-loc>Boston, MA</publisher-loc> (<year>1989</year>). <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1007/978-1-4615-9826-8" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1007/978-1-4615-9826-8</ext-link>. <comment>Translated from the second Russian edition by Samuel Kotz</comment>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1035707">MR1035707</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta147_ref_013">
<label>[13]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Iglehart</surname>, <given-names>D.L.</given-names></string-name>: <article-title>Extreme values in the <inline-formula id="j_vmsta147_ineq_254"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">G</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$GI/G/1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> queue</article-title>. <source>Ann. Math. Stat.</source> <volume>43</volume>, <fpage>627</fpage>–<lpage>635</lpage> (<year>1972</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=305498">MR305498</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1214/aoms/1177692642" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1214/aoms/1177692642</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta147_ref_014">
<label>[14]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Karlin</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>: <source>A First Course in Stochastic Processes</source>, p. <fpage>502</fpage>. <publisher-name>Academic Press</publisher-name>, <publisher-loc>New York-London</publisher-loc> (<year>1966</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0208657">MR0208657</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta147_ref_015">
<label>[15]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Karlin</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>McGregor</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>: <article-title>The classification of birth and death processes</article-title>. <source>Trans. Am. Math. Soc.</source> <volume>86</volume>, <fpage>366</fpage>–<lpage>400</lpage> (<year>1957</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=94854">MR94854</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.2307/1993021" xlink:type="simple">https://doi.org/10.2307/1993021</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta147_ref_016">
<label>[16]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Klass</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>: <article-title>The minimal growth rate of partial maxima</article-title>. <source>Ann. Probab.</source> <volume>12</volume>(<issue>2</issue>), <fpage>380</fpage>–<lpage>389</lpage> (<year>1984</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0735844">MR0735844</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta147_ref_017">
<label>[17]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Klass</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>: <article-title>The Robbins–Siegmund series criterion for partial maxima</article-title>. <source>Ann. Probab.</source> <volume>13</volume>(<issue>4</issue>), <fpage>1369</fpage>–<lpage>1370</lpage> (<year>1985</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0806233">MR0806233</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta147_ref_018">
<label>[18]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Matsak</surname>, <given-names>I.K.</given-names></string-name>: <article-title>Limit theorem for extreme values of discrete random variables and its application</article-title>. <source>Teor. Imovir. Mat. Stat.</source> <volume>101</volume>, <fpage>189</fpage>–<lpage>202</lpage> (<year>2019</year>).</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta147_ref_019">
<label>[19]</label><mixed-citation publication-type="chapter"> <string-name><surname>Robbins</surname>, <given-names>H.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Siegmund</surname>, <given-names>D.</given-names></string-name>: <chapter-title>On the law of the iterated logarithm for maxima and minima</chapter-title>. In: <source>Proc. 6th Berkeley Symp. Math. Stat. Prob</source>, vol. <volume>3</volume>, pp. <fpage>51</fpage>–<lpage>70</lpage> (<year>1972</year>) <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0400364">MR0400364</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta147_ref_020">
<label>[20]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Serfozo</surname>, <given-names>R.F.</given-names></string-name>: <article-title>Extreme values of birth and death processes and queues</article-title>. <source>Stoch. Process. Appl.</source> <volume>27</volume>(<issue>2</issue>), <fpage>291</fpage>–<lpage>306</lpage> (<year>1988</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=931033">MR931033</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1016/0304-4149(87)90043-3" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1016/0304-4149(87)90043-3</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta147_ref_021">
<label>[21]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Smith</surname>, <given-names>W.L.</given-names></string-name>: <article-title>Renewal theory and its ramifications</article-title>. <source>J. R. Stat. Soc. Ser. B</source> <volume>20</volume>, <fpage>243</fpage>–<lpage>302</lpage> (<year>1958</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=99090">MR99090</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta147_ref_022">
<label>[22]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Zakusilo</surname>, <given-names>O.K.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Matsak</surname>, <given-names>I.K.</given-names></string-name>: <article-title>On the extreme values of some regenerative processes</article-title>. <source>Teor. Imovir. Mat. Stat.</source> <volume>97</volume>, <fpage>58</fpage>–<lpage>71</lpage> (<year>2017</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3745999">MR3745999</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1090/tpms/1048" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1090/tpms/1048</ext-link></mixed-citation>
</ref>
</ref-list>
</back>
</article>