<?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">MSTA41</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.15559/15-MSTA41</article-id>
<article-categories><subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Research Article</subject></subj-group></article-categories>
<title-group>
<article-title>Linear regression by observations from mixture with varying concentrations</article-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Liubashenko</surname><given-names>Daryna</given-names></name><email xlink:href="mailto:dlyubashenko@gmail.com">dlyubashenko@gmail.com</email><xref ref-type="aff" rid="j_vmsta41_aff_001"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Maiboroda</surname><given-names>Rostyslav</given-names></name><email xlink:href="mailto:mre@univ.kiev.ua">mre@univ.kiev.ua</email><xref ref-type="aff" rid="j_vmsta41_aff_001"/><xref ref-type="corresp" rid="cor1">∗</xref>
</contrib>
<aff id="j_vmsta41_aff_001"><institution>Kyiv National Taras Shevchenko University</institution>, Kyiv, <country>Ukraine</country></aff>
</contrib-group>
<author-notes>
<corresp id="cor1"><label>∗</label>Corresponding author.</corresp>
</author-notes>
<pub-date pub-type="ppub"><year>2015</year></pub-date>
<pub-date pub-type="epub"><day>4</day><month>12</month><year>2015</year></pub-date><volume>2</volume><issue>4</issue><fpage>343</fpage><lpage>353</lpage>
<history>
<date date-type="received"><day>20</day><month>10</month><year>2015</year></date>
<date date-type="rev-recd"><day>22</day><month>11</month><year>2015</year></date>
<date date-type="accepted"><day>26</day><month>11</month><year>2015</year></date>
</history>
<permissions><copyright-statement>© 2015 The Author(s). Published by VTeX</copyright-statement><copyright-year>2015</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 consider a finite mixture model with varying mixing probabilities. Linear regression models are assumed for observed variables with coefficients depending on the mixture component the observed subject belongs to. A modification of the least-squares estimator is proposed for estimation of the regression coefficients. Consistency and asymptotic normality of the estimates is demonstrated.</p>
</abstract>
<kwd-group>
<label>Keywords</label>
<kwd>Finite mixture model</kwd>
<kwd>linear regression</kwd>
<kwd>mixture with varying concentrations</kwd>
<kwd>nonparametric estimation</kwd>
<kwd>asymptotic normality</kwd>
<kwd>consistency</kwd>
</kwd-group>
<kwd-group kwd-group-type="MSC2010">
<label>2010 MSC</label>
<kwd>62J05</kwd>
<kwd>62G20</kwd>
</kwd-group>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="j_vmsta41_s_001">
<label>1</label>
<title>Introduction</title>
<p>In this paper, we discuss a structural linear regression technique in the context of model of mixture with varying concentrations (MVC). MVC means that the observed subjects belong to <italic>M</italic> different subpopulations (mixture components). The true numbers of components to which the subjects <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_001"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$O_{j}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_002"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$j=1,\dots ,N$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, belong, say, <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_003"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\kappa _{j}=\kappa (O_{j})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, are unknown, but we know the probabilities 
<disp-formula id="j_vmsta41_eq_001">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">def</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo 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>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[{p_{j;N}^{k}}\stackrel{\mathrm{def}}{=}\operatorname{\mathsf{P}}\{\kappa _{j}=k\},\hspace{1em}k=1,\dots ,M\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
(mixing probabilities or concentrations of the mixture components). MVC models arise naturally in the description of medical, biologic, and sociologic data [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta41_ref_001">1</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta41_ref_008">8</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta41_ref_009">9</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta41_ref_012">12</xref>]. They can be considered as a generalization of finite mixture models (FMM). Classical theory of FMMs can be found in monographs [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta41_ref_010">10</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta41_ref_013">13</xref>].</p>
<p>Let 
<disp-formula id="j_vmsta41_eq_002">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</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" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\xi (O)={\big(Y(O),{X}^{1}(O),\dots ,{X}^{d}(O)\big)}^{T}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
be a vector of observed features (random variables) of a subject <italic>O</italic>. We consider the following linear regression model for these variables: 
<disp-formula id="j_vmsta41_eq_003">
<label>(1)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</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:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</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[\[Y(O)=\sum \limits_{i=1}^{d}{b_{i}^{(\kappa (O))}}{X}^{i}(O)+\varepsilon (O),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_004"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathbf{b}}^{(m)}={({b_{1}^{(m)}},\dots ,{b_{d}^{(m)}})}^{T}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are nonrandom regression coefficients for the <italic>m</italic>th component, <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_005"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varepsilon (O)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is an error term, which is assumed to be zero mean and conditionally independent of the regressors vector <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_006"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</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">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbf{X}(O)={({X}^{1}(O),\dots ,{X}^{d}(O))}^{T}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> given <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_007"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\kappa (O)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p><bold>Note.</bold> We consider a subject <italic>O</italic> as taken at random from an infinite population, so it is random in this sense. The vector of observed variables <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_008"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\xi (O)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> can be considered as a random vector even for a fixed <italic>O</italic>.</p>
<p>Our aim is to estimate the vectors of regression coefficients <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_009"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathbf{b}}^{(k)}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_010"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$k=1,\dots ,M$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, by the observations <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_011"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</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[$\varXi _{N}=(\xi _{1},\dots ,\xi _{N})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_012"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\xi _{j}=\xi (O_{j})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. We assume that <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_013"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(\kappa _{j},\xi _{j})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are independent for different <italic>j</italic>.</p>
<p>A statistical model similar to MVC with (<xref rid="j_vmsta41_eq_003">1</xref>) is considered in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta41_ref_005">5</xref>], where a parametric model for the conditional distributions of <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_014"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varepsilon (O)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> given <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_015"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\kappa (O)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is assumed. For this case, maximum likelihood estimation is proposed in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta41_ref_005">5</xref>], and a version of EM-algorithm is developed for numerical computation of the estimates.</p>
<p>In this paper, we adopt a nonparametric approach assuming no parametric models for <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_016"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varepsilon (O)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_017"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbf{X}(O)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> distributions. Nonparametric and semiparametric technique for MVC was developed in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta41_ref_006">6</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta41_ref_007">7</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta41_ref_004">4</xref>]. We use the weighted empirical moment technique to derive estimates for the regression coefficients and then obtain conditions of consistency and asymptotic normality of the estimates. These results are based on general ideas of least squares [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta41_ref_011">11</xref>] and moment estimates [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta41_ref_003">3</xref>].</p>
<p>The rest of the paper is organized as follows. In Section <xref rid="j_vmsta41_s_002">2</xref>, we recall some results on nonparametric estimation of functional moments in general MVC. The estimates are introduced, and conditions of their consistency and asymptotic normality are presented in Section <xref rid="j_vmsta41_s_003">3</xref>. Section <xref rid="j_vmsta41_s_004">4</xref> contains proofs of the statements of Section <xref rid="j_vmsta41_s_003">3</xref>. Results of computer simulations are presented in Section <xref rid="j_vmsta41_s_005">5</xref>.</p>
</sec>
<sec id="j_vmsta41_s_002">
<label>2</label>
<title>Nonparametric estimation for MVC</title>
<p>Let us start with some notation and definitions. We denote by <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_018"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$F_{m}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the distribution of <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_019"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\xi (O)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for <italic>O</italic> belonging to the <italic>m</italic>th component of the mixture, that is, 
<disp-formula id="j_vmsta41_eq_004">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">def</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">}</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[F_{m}(A)\stackrel{\mathrm{def}}{=}\operatorname{\mathsf{P}}\big\{\xi (O)\in A\hspace{2.5pt}|\hspace{2.5pt}\kappa (O)=m\big\}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
for all measurable sets <italic>A</italic>. Then by the definition of MVC 
<disp-formula id="j_vmsta41_eq_005">
<label>(2)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">P</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\operatorname{\mathsf{P}}\{\xi _{j}\in A\}=\sum \limits_{k=1}^{M}{p_{j;N}^{k}}F_{k}(A).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
In the asymptotic statements, we will consider the data <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_020"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</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[$\varXi _{n}=(\xi _{1},\dots ,\xi _{N})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as an element of (imaginary) series of data <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_021"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Ξ</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">Ξ</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">Ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varXi _{1},\varXi _{2},\dots ,\varXi _{N},\dots \hspace{0.1667em}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in which no link between observations for different <italic>N</italic> is assumed. So, in formal notation, it should be more correct to write <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_022"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\xi _{j;N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> instead of <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_023"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\xi _{j}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, but we will drop the subscript <italic>N</italic> when it is insignificant.</p>
<p>We consider an array of all concentrations for all data sizes 
<disp-formula id="j_vmsta41_eq_006">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">def</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\mathbf{p}\stackrel{\mathrm{def}}{=}\big({p_{j;N}^{k}},k=1,\dots ,M;\hspace{2.5pt}j=1,\dots ,N;\hspace{2.5pt}N=1,2,\dots \hspace{0.1667em}\big).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Its subarrays 
<disp-formula id="j_vmsta41_eq_007">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">def</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="1em"/><mml:mtext>and</mml:mtext><mml:mspace width="1em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[{\mathbf{p}_{N}^{k}}\stackrel{\mathrm{def}}{=}{\big({p_{1;N}^{k}},\dots ,{p_{N;N}^{k}}\big)}^{T}\hspace{1em}\text{and}\hspace{1em}\mathbf{p}_{j;N}={\big({p_{j;N}^{1}},\dots ,{p_{j;N}^{M}}\big)}^{T}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
are considered as vector columns, and 
<disp-formula id="j_vmsta41_eq_008">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</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" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\mathbf{p}_{N}=\big({p_{j;N}^{k}},\hspace{2.5pt}j=1,\dots ,N;\hspace{2.5pt}k=1,\dots ,M\big)\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
as an <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_024"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo>×</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$N\times M$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>-matrix. We will also consider a weight array <bold>a</bold> of the same structure as <bold>p</bold> with similar notation for its subarrays.</p>
<p>By the angle brackets with subscript <italic>n</italic> we denote the averaging by <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_025"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$j=1,\dots ,n$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>: 
<disp-formula id="j_vmsta41_eq_009">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">⟨</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">⟩</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">def</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\big\langle {\mathbf{a}}^{k}\big\rangle _{N}\stackrel{\mathrm{def}}{=}\frac{1}{N}\sum \limits_{j=1}^{N}{a_{j;N}^{k}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Multiplication, summation, and other operations in the angle brackets are made elementwise: 
<disp-formula id="j_vmsta41_eq_010">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">⟨</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">⟩</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</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:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>;</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">⟨</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">⟩</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</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:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\big\langle {\mathbf{a}}^{k}{\mathbf{p}}^{m}\big\rangle _{N}=\frac{1}{N}\sum \limits_{j=1}^{N}{a_{j;N}^{k}}{p_{j;N}^{m}};\hspace{2em}\big\langle {\big({\mathbf{a}}^{k}\big)}^{2}\big\rangle _{N}=\frac{1}{N}\sum \limits_{j=1}^{N}{\big({a_{j;N}^{k}}\big)}^{2}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
We define <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_026"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">def</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\langle {\mathbf{p}}^{m}\rangle \stackrel{\mathrm{def}}{=}\lim _{N\to \infty }\langle {\mathbf{p}}^{m}\rangle _{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> if this limit exists. Let <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_027"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">Γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">⟩</mml:mo></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">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\boldsymbol{\varGamma }_{N}={(\langle {\mathbf{p}}^{l}{\mathbf{p}}^{m}\rangle _{N})_{l,m=1}^{M}}=\frac{1}{N}{\mathbf{p}_{N}^{T}}\mathbf{p}_{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be an <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_028"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi><mml:mo>×</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$M\times M$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> matrix, and <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_029"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\gamma _{lm;N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be its <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_030"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$(l,m)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>th minor. The matrix <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_031"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">Γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\boldsymbol{\varGamma }_{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> can be considered as the Gramian matrix of vectors <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_032"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$({\mathbf{p}}^{1},\dots ,{\mathbf{p}}^{M})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in the inner product <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_033"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\langle {\mathbf{p}}^{i}{\mathbf{p}}^{k}\rangle _{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, so that it is nonsingular if these vectors are linearly independent.</p>
<p>In what follows, <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_034"><alternatives>
<mml:math><mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟶</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">P</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\stackrel{\mathrm{P}}{\longrightarrow }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> means convergence in probability, and <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_035"><alternatives>
<mml:math><mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟶</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">W</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\stackrel{\mathrm{W}}{\longrightarrow }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> means weak convergence.</p>
<p>Assume now that model (<xref rid="j_vmsta41_eq_005">2</xref>) holds for the data <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_036"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varXi _{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Then the distribution <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_037"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$F_{m}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of the <italic>m</italic>th component can be estimated by the weighted empirical measure 
<disp-formula id="j_vmsta41_eq_011">
<label>(3)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">def</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mn mathvariant="double-struck">1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\hat{F}_{m;N}(A)\stackrel{\mathrm{def}}{=}\frac{1}{N}\sum \limits_{j=1}^{N}{a_{j;N}^{m}}\mathbb{1}\{\xi _{j}\in A\},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where 
<disp-formula id="j_vmsta41_eq_012">
<label>(4)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">det</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">Γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><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">k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[{a_{j;N}^{m}}=\frac{1}{\det \boldsymbol{\varGamma }_{N}}\sum \limits_{k=1}^{M}{(-1)}^{k+m}\gamma _{mk;N}{p_{j;N}^{k}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
It is shown in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta41_ref_008">8</xref>] that if <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_038"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">Γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\boldsymbol{\varGamma }_{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is nonsingular, then <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_039"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\hat{F}_{m;N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the minimax unbiased estimate for <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_040"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$F_{m}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The consistency of <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_041"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\hat{F}_{m;N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is demonstrated in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta41_ref_006">6</xref>] (see also [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta41_ref_008">8</xref>]).</p>
<p>Consider now functional moment estimation based on weighted empirical moments. Let <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_042"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$g:{\mathbb{R}}^{d+1}\to {\mathbb{R}}^{k}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be a measurable function. Then to estimate 
<disp-formula id="j_vmsta41_eq_013">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mo maxsize="1.19em" minsize="1.19em" stretchy="true">|</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[{\bar{g}}^{(m)}=\operatorname{\mathsf{E}}\big[g\big(\xi (O)\big)\hspace{2.5pt}\big|\hspace{2.5pt}\kappa (O)=m\big]=\int g(x)F_{m}(dx),\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
we can use 
<disp-formula id="j_vmsta41_eq_014">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi><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">j</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[\[{\hat{g}_{;N}^{(m)}}=\int g(x)\hat{F}_{m;N}(dx)=\frac{1}{N}\sum \limits_{j=1}^{N}{a_{j;N}^{m}}g(\xi _{j}).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p><statement id="j_vmsta41_stat_001"><label>Lemma 1</label>
<title>(Consistency).</title>
<p><italic>Assume that</italic> 
<list>
<list-item id="j_vmsta41_li_001">
<label>1.</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta41_ineq_043"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</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 fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\operatorname{\mathsf{E}}[|g(\xi (O))|\hspace{2.5pt}|\hspace{2.5pt}\kappa (O)=k]<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>for all</italic> <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_044"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$k=1,\dots ,M$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta41_li_002">
<label>2.</label>
<p><italic>There exists</italic> <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_045"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$C>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>such that</italic> <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_046"><alternatives>
<mml:math><mml:mo movablelimits="false">det</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">Γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\det \boldsymbol{\varGamma }_{N}>C$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>for all N large enough.</italic></p>
</list-item>
</list>
</p></statement>
<p>Then <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_047"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟶</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">P</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\hat{g}_{;N}^{(m)}}\stackrel{\mathrm{P}}{\longrightarrow }{\bar{g}}^{(m)}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_048"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$N\to \infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>This lemma is a simple corollary of Theorem 4.2 in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta41_ref_008">8</xref>]. (See also Theorem 3.1.1 in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta41_ref_007">7</xref>]).</p><statement id="j_vmsta41_stat_002"><label>Lemma 2</label>
<title>(Asymptotic normality).</title>
<p><italic>Assume that</italic> 
<list>
<list-item id="j_vmsta41_li_003">
<label>1.</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta41_ineq_049"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\operatorname{\mathsf{E}}[|g(\xi (O)){|}^{2}\hspace{2.5pt}|\hspace{2.5pt}\kappa (O)=k]<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>for all</italic> <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_050"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$k=1,\dots ,M$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta41_li_004">
<label>2.</label>
<p><italic>There exists</italic> <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_051"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$C>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>such that</italic> <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_052"><alternatives>
<mml:math><mml:mo movablelimits="false">det</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">Γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\det \boldsymbol{\varGamma }_{N}>C$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>for all N large enough.</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta41_li_005">
<label>3.</label>
<p><italic>There exists the limit</italic> 
<disp-formula id="j_vmsta41_eq_015">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="bold-italic">Σ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo movablelimits="false">Cov</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\boldsymbol{\varSigma }=\underset{N\to \infty }{\lim }N\operatorname{Cov}\big({\hat{g}_{;N}^{(m)}}\big).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
</list-item>
</list>
</p></statement>
<p>Then 
<disp-formula id="j_vmsta41_eq_016">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟶</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">W</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">Σ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\sqrt{N}\big({\hat{g}_{;N}^{(m)}}-{\bar{g}}^{(m)}\big)\stackrel{\mathrm{W}}{\longrightarrow }N(0,\boldsymbol{\varSigma }).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
For univariate <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_053"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\hat{g}_{;N}^{(m)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, the statement of the lemma is contained in Theorem 4.2 from [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta41_ref_008">8</xref>] (or Theorem 3.1.2 in [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta41_ref_007">7</xref>]). The multivariate case can be obtained from the univariate one applying the Cramér–Wold device (see [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta41_ref_002">2</xref>], p. 382).</p>
</sec>
<sec id="j_vmsta41_s_003">
<label>3</label>
<title>Estimate for <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_054"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbf{b}_{m}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and its asymptotics</title>
<p>In view of Lemma <xref rid="j_vmsta41_stat_001">1</xref>, we expect that, under suitable assumptions, 
<disp-formula id="j_vmsta41_eq_017">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">def</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo>
<mml: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">d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><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">d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}\displaystyle J_{m;N}(\mathbf{b})& \displaystyle \stackrel{\mathrm{def}}{=}\frac{1}{N}\sum \limits_{j=1}^{N}{\mathbf{a}_{j;N}^{m}}{\Bigg(Y_{j;N}-\sum \limits_{i=1}^{d}b_{i}{X_{j:N}^{i}}\Bigg)}^{2}\\{} & \displaystyle =\int {\Bigg(y-\sum \limits_{i=1}^{d}b_{i}{x}^{i}\Bigg)}^{2}\hat{F}_{m;N}\big(dy,d{x}^{1},\dots ,d{x}^{d}\big)\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
converges to 
<disp-formula id="j_vmsta41_eq_018">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∫</mml:mo></mml:mstyle><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><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">d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mspace width="1em"/><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mo maxsize="2.45em" minsize="2.45em" stretchy="true">|</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">]</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">def</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}& \displaystyle \int {\Bigg(y-\sum \limits_{i=1}^{d}b_{i}{x}^{i}\Bigg)}^{2}F_{m}\big(dy,d{x}^{1},\dots ,d{x}^{d}\big)\\{} & \displaystyle \hspace{1em}=\operatorname{\mathsf{E}}\Bigg[{\Bigg(Y(O)-\sum \limits_{i=1}^{d}b_{i}{X}^{i}(O)\Bigg)}^{2}\hspace{2.5pt}\Bigg|\hspace{2.5pt}\kappa (O)=m\Bigg]\stackrel{\mathrm{def}}{=}J_{m;\infty }(\mathbf{b})\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
as <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_055"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$N\to \infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Since <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_056"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$J_{m;\infty }(\mathbf{b})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> attains its minimal value at <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_057"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathbf{b}}^{(m)}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, it is natural to suggest the argmin of <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_058"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$J_{m;N}(\mathbf{b})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as an estimate for <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_059"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathbf{b}}^{(m)}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. If the weights <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_060"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathbf{a}}^{m}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> were positive, then this argmin would be 
<disp-formula id="j_vmsta41_eq_019">
<label>(5)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">def</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="bold">A</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="bold">A</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold">Y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[{\hat{\mathbf{b}}_{;N}^{(m)}}\stackrel{\mathrm{def}}{=}{\big({\mathbf{X}}^{T}\mathbf{A}\mathbf{X}\big)}^{-1}{\mathbf{X}}^{T}\mathbf{A}\mathbf{Y},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_061"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">def</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:msub><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbf{X}\stackrel{\mathrm{def}}{=}({X_{j}^{i}})_{j=1,\dots ,N;\hspace{2.5pt}i=1,\dots ,d}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_062"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo>×</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$N\times d$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> matrix of observed regressors, <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_063"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="bold">Y</mml:mi><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">def</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbf{Y}\stackrel{\mathrm{def}}{=}{(Y_{1},\dots ,Y_{N})}^{T}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the vector of observed responses, and <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_064"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="bold">A</mml:mi><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">def</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:mo movablelimits="false">diag</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo movablelimits="false">…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbf{A}\stackrel{\mathrm{def}}{=}\operatorname{diag}({a_{1;N}^{m}},\dots ,{a_{N;N}^{m}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the diagonal weight matrix for estimation of <italic>m</italic>th component. (Obviously, <bold>A</bold> depends on <italic>m</italic>, but we do not show it explicitly by a subscript since the number <italic>m</italic> of the component for which <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_065"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbf{b}_{m}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is estimated will be further fixed.)</p>
<p>Generally speaking, by (<xref rid="j_vmsta41_eq_012">4</xref>) <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_066"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${a_{j;N}^{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> must be negative for some <italic>j</italic>, so <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_067"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\hat{\mathbf{b}}_{;N}^{(m)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is not necessarily an argmin of <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_068"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\hat{J}_{m;N}(\mathbf{b})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. But we will take <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_069"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\hat{\mathbf{b}}_{;N}^{(m)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as an estimate for <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_070"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbf{b}_{m}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and call it a modified least-squares estimate for <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_071"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbf{b}_{m}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in MVC model (MVC-LS estimate).</p>
<p>Let 
<disp-formula id="j_vmsta41_eq_020">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow></mml:msup><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">def</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mo maxsize="1.19em" minsize="1.19em" stretchy="true">|</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</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 fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[{\mathbf{D}}^{(k)}\stackrel{\mathrm{def}}{=}\operatorname{\mathsf{E}}\big[\mathbf{X}(O){\mathbf{X}}^{T}(O)\hspace{2.5pt}\big|\hspace{2.5pt}\kappa (O)=k\big]\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
be the matrix of second moments of the regressors for subjects belonging to the <italic>k</italic>th component. Denote the variance of the <italic>k</italic>th component’s error term by 
<disp-formula id="j_vmsta41_eq_021">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mo maxsize="1.19em" minsize="1.19em" stretchy="true">|</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</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 fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[{\big({\sigma }^{(k)}\big)}^{2}=\operatorname{\mathsf{E}}\big[{\big(\varepsilon (O)\big)}^{2}\hspace{2.5pt}\big|\hspace{2.5pt}\kappa (O)=k\big].\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
(Recall that <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_072"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</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 fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\operatorname{\mathsf{E}}[(\varepsilon (O))\hspace{2.5pt}|\hspace{2.5pt}\kappa (O)=k]=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>). In what follows, we assume that these moments and variances exist for all components.</p><statement id="j_vmsta41_stat_003"><label>Theorem 1</label>
<title>(Consistency).</title>
<p><italic>Assume that</italic> 
<list>
<list-item id="j_vmsta41_li_006">
<label>1.</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta41_ineq_073"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathbf{D}}^{(k)}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_074"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${({\sigma }^{(k)})}^{2}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>are finite for all</italic> <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_075"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$k=1,\dots ,M$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta41_li_007">
<label>2.</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta41_ineq_076"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathbf{D}}^{(m)}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is nonsingular.</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta41_li_008">
<label>3.</label>
<p><italic>There exists</italic> <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_077"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$C>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>such that</italic> <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_078"><alternatives>
<mml:math><mml:mo movablelimits="false">det</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">Γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\det \boldsymbol{\varGamma }_{N}>C$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>for all N large enough.</italic></p>
</list-item>
</list>
</p></statement>
<p>Then <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_079"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟶</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">P</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\hat{\mathbf{b}}_{;N}^{(m)}}\stackrel{\mathrm{P}}{\longrightarrow }{\mathbf{b}}^{(m)}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_080"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$N\to \infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p><bold>Note.</bold> Assumption 3 can be weakened. Applying Theorem 4.2 from [<xref ref-type="bibr" rid="j_vmsta41_ref_008">8</xref>], we can show that <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_081"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\hat{\mathbf{b}}_{;N}^{(m)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is consistent if the vector <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_082"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathbf{p}_{N}^{m}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is asymptotically linearly independent from the vectors <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_083"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathbf{p}_{N}^{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_084"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">≠</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$i\ne m$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, as <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_085"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$N\to \infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. To avoid complexities in this presentation, we do not formulate the strict meaning of this statement.</p>
<p>Denote <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_086"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">def</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo maxsize="1.19em" minsize="1.19em" fence="true">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mo maxsize="1.19em" minsize="1.19em" stretchy="true">|</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo maxsize="1.19em" minsize="1.19em" fence="true">]</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${D}^{ik(s)}\stackrel{\mathrm{def}}{=}\operatorname{\mathsf{E}}\big[{X}^{i}(O){X}^{k}(O)\hspace{2.5pt}\big|\hspace{2.5pt}\kappa (O)=s\big]$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, 
<disp-formula id="j_vmsta41_eq_022">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right center" columnspacing="10.0pt"><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">k</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:mrow></mml:msup><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">def</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mo maxsize="1.19em" minsize="1.19em" stretchy="true">|</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">def</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">l</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:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip10.0pt}c}& \displaystyle {\mathbf{L}}^{ik(s)}\stackrel{\mathrm{def}}{=}{\big(\operatorname{\mathsf{E}}\big[{X}^{i}(O){X}^{k}(O){X}^{q}(O){X}^{l}(O)\hspace{2.5pt}\big|\hspace{2.5pt}\kappa (O)=s\big]\big)_{l,q=1}^{d}},\\{} & \displaystyle {\mathbf{M}}^{ik(s,p)}\stackrel{\mathrm{def}}{=}{\big({D}^{il(s)}{D}^{kq(p)}\big)_{l,q=1}^{d}}.\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p><statement id="j_vmsta41_stat_004"><label>Theorem 2</label>
<title>(Asymptotic normality).</title>
<p><italic>Assume that</italic> 
<list>
<list-item id="j_vmsta41_li_009">
<label>1.</label>
<p><inline-formula id="j_vmsta41_ineq_087"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</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 fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\operatorname{\mathsf{E}}[{({X}^{i}(O))}^{4}\hspace{2.5pt}|\hspace{2.5pt}\kappa (O)=k]<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_088"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\operatorname{\mathsf{E}}[{(\varepsilon (O))}^{4}\hspace{2.5pt}|\hspace{2.5pt}\kappa (O)=k]<\infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>for all</italic> <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_089"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$k=1,\dots ,M$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta41_li_010">
<label>2.</label>
<p><italic>Matrix</italic> <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_090"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="bold">D</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathbf{D}={\mathbf{D}}^{(m)}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>is nonsingular.</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta41_li_011">
<label>3.</label>
<p><italic>There exists</italic> <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_091"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$C>0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>such that</italic> <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_092"><alternatives>
<mml:math><mml:mo movablelimits="false">det</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">Γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\det \boldsymbol{\varGamma }_{N}>C$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>for all N large enough.</italic></p>
</list-item>
<list-item id="j_vmsta41_li_012">
<label>4.</label>
<p><italic>For all</italic> <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_093"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$s,p=1,\dots ,M$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, there exist</italic> <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_094"><alternatives>
<mml:math><mml:mo fence="true" stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\langle {({\mathbf{a}}^{m})}^{2}{\mathbf{p}}^{s}{\mathbf{p}}^{p}\rangle $]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>.</italic></p>
</list-item>
</list>
</p></statement>
<p>Then <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_095"><alternatives>
<mml:math><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟶</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">W</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">V</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\sqrt{N}({\hat{\mathbf{b}}_{;N}^{(m)}}-{\mathbf{b}}^{(m)})\stackrel{\mathrm{W}}{\longrightarrow }N(0,\mathbf{V})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where 
<disp-formula id="j_vmsta41_eq_023">
<label>(6)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="bold">V</mml:mi><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">def</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">Σ</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\mathbf{V}\stackrel{\mathrm{def}}{=}{\mathbf{D}}^{-1}\boldsymbol{\varSigma }{\mathbf{D}}^{-1}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
with 
<disp-formula id="j_vmsta41_eq_024">
<label>(7)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right center" columnspacing="10.0pt"><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mi mathvariant="bold-italic">Σ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo maxsize="1.19em" minsize="1.19em" fence="true">⟨</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo maxsize="1.19em" minsize="1.19em" fence="true">⟩</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">k</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:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">k</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:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mspace width="-6.0pt"/></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mspace width="2em"/><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">s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover>
<mml: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">p</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo maxsize="1.19em" minsize="1.19em" fence="true">⟨</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo maxsize="1.19em" minsize="1.19em" fence="true">⟩</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip10.0pt}c}& \displaystyle \boldsymbol{\varSigma }={\big({\varSigma }^{ik}\big)_{ik=1}^{d}},\\{} & \displaystyle {\varSigma }^{ik}=\sum \limits_{s=1}^{M}\big\langle {\big({\mathbf{a}}^{m}\big)}^{2}{\mathbf{p}}^{s}\big\rangle \big({D}^{ik(s)}{\big({\sigma }^{(s)}\big)}^{2}+{\big({\mathbf{b}}^{(s)}-{\mathbf{b}}^{(m)}\big)}^{T}{\mathbf{L}}^{ik(s)}\big({\mathbf{b}}^{(s)}-{\mathbf{b}}^{(m)}\big)\big)\hspace{-6.0pt}\\{} & \displaystyle \hspace{2em}-\sum \limits_{s=1}^{M}\sum \limits_{p=1}^{M}\big\langle {\big({\mathbf{a}}^{m}\big)}^{2}{\mathbf{p}}^{s}{\mathbf{p}}^{p}\big\rangle {\big({\mathbf{b}}^{(s)}-{\mathbf{b}}^{(m)}\big)}^{T}{\mathbf{M}}^{ik(s,p)}\big({\mathbf{b}}^{(p)}-{\mathbf{b}}^{(m)}\big).\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
</sec>
<sec id="j_vmsta41_s_004">
<label>4</label>
<title>Proofs</title><statement id="j_vmsta41_stat_005"><label>Proof of Theorem 1.</label>
<p>Note that if <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_096"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\mathbf{D}}^{(m)}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is nonsingular, then 
<disp-formula id="j_vmsta41_eq_025">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="false">argmin</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">b</mml:mi><mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">b</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" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mo maxsize="1.19em" minsize="1.19em" stretchy="true">|</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[{\mathbf{b}}^{(m)}=\operatorname{argmin}_{\mathbf{b}\in {\mathbb{R}}^{d}}J_{m;\infty }(\mathbf{b})={\big({\mathbf{D}}^{(m)}\big)}^{-1}\operatorname{\mathsf{E}}\big[\big(Y(O)\mathbf{X}(O)\big)\hspace{2.5pt}\big|\hspace{2.5pt}\kappa (O)=m\big].\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
By Lemma <xref rid="j_vmsta41_stat_001">1</xref>, 
<disp-formula id="j_vmsta41_eq_026">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="bold">A</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟶</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">P</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[{\mathbf{X}}^{T}\mathbf{A}\mathbf{X}=\frac{1}{N}\sum \limits_{j=1}^{N}{a_{j;N}^{m}}\mathbf{X}(O_{j}){\mathbf{X}}^{T}(O_{j})\stackrel{\mathrm{P}}{\longrightarrow }{\mathbf{D}}^{(m)}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and 
<disp-formula id="j_vmsta41_eq_027">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="bold">A</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold">Y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟶</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">P</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mo maxsize="1.19em" minsize="1.19em" stretchy="true">|</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[{\mathbf{X}}^{T}\mathbf{A}\mathbf{Y}=\frac{1}{N}\sum \limits_{j=1}^{N}{a_{j;N}^{m}}Y(O_{j})\mathbf{X}(O_{j})\stackrel{\mathrm{P}}{\longrightarrow }\operatorname{\mathsf{E}}\big[\big(Y(O)\mathbf{X}(O)\big)\hspace{2.5pt}\big|\hspace{2.5pt}\kappa (O)=m\big]\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
as <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_097"><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>. This implies the statement of the theorem.  □</p></statement><statement id="j_vmsta41_stat_006"><label>Proof of Theorem 2.</label>
<p>Let us introduce a set of random vectors <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_098"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><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:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi><mml: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:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\xi _{j}^{(k)}}={({Y_{j}^{(k)}},{X_{j}^{1(k)}},\dots ,{X_{j}^{d(k)}})}^{T}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_099"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mspace width="0.1667em"/></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$j=1,2,\dots \hspace{0.1667em}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, with distributions <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_100"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$F_{k}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> that are independent for different <italic>j</italic> and <italic>k</italic> and independent from <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_101"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\kappa _{j}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Denote <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_102"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="double-struck">1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\delta _{j}^{(k)}}=\mathbb{1}\{\kappa _{j}=k\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, 
<disp-formula id="j_vmsta41_eq_028">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">def</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[{\xi ^{\prime }_{j}}\stackrel{\mathrm{def}}{=}\sum \limits_{k=1}^{M}{\delta _{j}^{(k)}}{\xi _{j}^{(k)}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Then the distribution of <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_103"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Ξ</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:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\varXi ^{\prime }_{N}}=({\xi ^{\prime }_{1}},\dots ,{\xi ^{\prime }_{N}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the same as that of <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_104"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varXi _{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Since in this theorem we are interested in weak convergence only, without loss of generality, let us assume that <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_105"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\varXi _{N}={\varXi ^{\prime }_{N}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> . By <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_106"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="fraktur">F</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\mathfrak{F}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> we denote the sigma-algebra generated by <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_107"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\xi _{j}^{(k)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_108"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$j=1,\dots ,N$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_109"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$k=1,\dots ,M$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Let us show that <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_110"><alternatives>
<mml:math><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\sqrt{N}({\hat{\mathbf{b}}_{;N}^{(m)}}-{\mathbf{b}}^{(m)})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> converges weakly to <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_111"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">V</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$N(0,\mathbf{V})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. It is readily seen that 
<disp-formula id="j_vmsta41_eq_029">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">[</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="bold">A</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">[</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="bold">A</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold">Y</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="bold">A</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="2.03em" minsize="2.03em">]</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\sqrt{N}\big({\hat{\mathbf{b}}_{;N}^{(m)}}-{\mathbf{b}}^{(m)}\big)={\bigg[\frac{1}{N}\big({\mathbf{X}}^{T}\mathbf{A}\mathbf{X}\big)\bigg]}^{-1}\bigg[\frac{1}{\sqrt{N}}\big({\mathbf{X}}^{T}\mathbf{A}\mathbf{Y}-{\mathbf{X}}^{T}\mathbf{A}\mathbf{X}{\mathbf{b}}^{(m)}\big)\bigg].\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>Since <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_112"><alternatives>
<mml:math><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="bold">A</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟶</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">P</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:mi mathvariant="bold">D</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\frac{1}{N}({\mathbf{X}}^{T}\mathbf{A}\mathbf{X})\stackrel{\mathrm{P}}{\longrightarrow }\mathbf{D}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we need only to show week convergence of the random vectors <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_113"><alternatives>
<mml:math><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="bold">A</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold">Y</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="bold">A</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\frac{1}{\sqrt{N}}({\mathbf{X}}^{T}\mathbf{A}\mathbf{Y}-{\mathbf{X}}^{T}\mathbf{A}\mathbf{X}{\mathbf{b}}^{(m)})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> to <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_114"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">Σ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$N(0,\boldsymbol{\varSigma })$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Denote 
<disp-formula id="j_vmsta41_eq_030">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">def</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</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">l</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">)</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">d</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">def</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</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">l</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}& \displaystyle g(\xi _{j})\stackrel{\mathrm{def}}{=}{\Bigg({X_{j}^{i}}\Bigg(Y_{j}-\sum \limits_{l=1}^{d}{X_{j}^{l}}{b_{l}^{(m)}}\Bigg)\Bigg)_{i=1}^{d}},\\{} & \displaystyle {\gamma _{j}^{i}}\stackrel{\mathrm{def}}{=}\frac{1}{\sqrt{N}}{a_{j;N}^{(m)}}{X_{j}^{i}}\Bigg(Y_{j}-\sum \limits_{l=1}^{d}{X_{j}^{l}}{b_{l}^{(m)}}\Bigg).\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>Obviously, 
<disp-formula id="j_vmsta41_eq_031">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mover><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">def</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="bold">A</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold">Y</mml:mi><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="bold">A</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><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">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">)</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">d</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\zeta _{N}\stackrel{\mathrm{def}}{=}\frac{1}{\sqrt{N}}\big({\mathbf{X}}^{T}\mathbf{A}\mathbf{Y}-{\mathbf{X}}^{T}\mathbf{A}\mathbf{X}{\mathbf{b}}^{(m)}\big)=\sqrt{N}{\hat{g}_{;N}^{(m)}}={\Bigg(\sum \limits_{j=1}^{N}{\gamma _{j}^{i}}\Bigg)_{i=1}^{d}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
We will apply Lemma <xref rid="j_vmsta41_stat_002">2</xref> to show that <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_115"><alternatives>
<mml:math><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟶</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">W</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mover><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">Σ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\sqrt{N}{\hat{g}_{;N}^{(m)}}\stackrel{\mathrm{W}}{\longrightarrow }N(0,\boldsymbol{\varSigma })$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>First, let us show that <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_116"><alternatives>
<mml:math><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\bar{g}}^{(m)}=\operatorname{\mathsf{E}}{\hat{g}_{;N}^{(m)}}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. It is equivalent to <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_117"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\operatorname{\mathsf{E}}{\sum _{j=1}^{N}}{\gamma _{j}^{i}}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for all <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_118"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$i=1,\dots ,d$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. In fact, 
<disp-formula id="j_vmsta41_eq_032">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mspace width="1em"/><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">[</mml:mo><mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup>
<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">s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml: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:mrow></mml:msubsup><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">s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover>
<mml: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">s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</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:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">)</mml:mo><mml:mo maxsize="2.45em" minsize="2.45em" stretchy="true">|</mml:mo><mml:mi mathvariant="fraktur">F</mml:mi><mml:mo fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">]</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mspace width="1em"/><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup>
<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">s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml: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:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</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:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mspace width="1em"/><mml:mo>=</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:munder><mml:mrow><mml:munder accentunder="false"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">⟨</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">⟩</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>︸</mml:mo></mml:munder></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn mathvariant="double-struck">1</mml:mn><mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:munder><mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</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:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</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:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">)</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">]</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mspace width="1em"/><mml:mo>=</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:munder><mml:mrow><mml:munder accentunder="false"><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>︸</mml:mo></mml:munder></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:munder><mml:mo fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}& \displaystyle \operatorname{\mathsf{E}}\sum \limits_{j=1}^{N}{\gamma _{j}^{i}}\\{} & \displaystyle \hspace{1em}=\operatorname{\mathsf{E}}\Bigg[\operatorname{\mathsf{E}}\frac{1}{\sqrt{N}}\sum \limits_{j=1}^{N}{a_{j;N}^{(m)}}\sum \limits_{s=1}^{M}{\delta _{j}^{(s)}}{X_{j}^{i(s)}}\Bigg(\sum \limits_{s=1}^{M}{\delta _{j}^{(s)}}Y_{j}(s)-\sum \limits_{l=1}^{d}\sum \limits_{s=1}^{M}{\delta _{j}^{(s)}}{X_{j}^{l(s)}}{b_{l}^{(m)}}\Bigg)\Bigg|\mathfrak{F}\Bigg]\\{} & \displaystyle \hspace{1em}=\frac{1}{\sqrt{N}}\operatorname{\mathsf{E}}\sum \limits_{j=1}^{N}{a_{j;N}^{(m)}}\sum \limits_{s=1}^{M}{p_{j;N}^{s}}{X_{j}^{i(s)}}\Bigg({Y_{j}^{(s)}}-\sum \limits_{l=1}^{d}{X_{j}^{l(s)}}{b_{l}^{(m)}}\Bigg)\\{} & \displaystyle \hspace{1em}=\sqrt{N}\sum \limits_{s=1}^{M}\underset{\mathbb{1}\{m=s\}}{\underbrace{\big\langle {a}^{(m)}{\mathbf{p}}^{s}\big\rangle _{N}}}\operatorname{\mathsf{E}}\Bigg[{X_{1}^{i(s)}}\Bigg({Y_{1}^{(s)}}-\sum \limits_{l=1}^{d}{X_{1}^{l(s)}}{b_{l}^{(m)}}\Bigg)\Bigg]\\{} & \displaystyle \hspace{1em}=\sqrt{N}\operatorname{\mathsf{E}}\Bigg[{X_{1}^{i(m)}}\underset{{\varepsilon _{1}^{(m)}}}{\underbrace{\Bigg({Y_{1}^{(m)}}-\sum \limits_{l=1}^{d}{X_{1}^{l(m)}}{b_{l}^{(m)}}\Bigg)}}\Bigg]=\sqrt{N}\operatorname{\mathsf{E}}{X_{1}^{i(m)}}\operatorname{\mathsf{E}}{\varepsilon _{1}^{(m)}}=0.\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>So 
<disp-formula id="j_vmsta41_eq_033">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">(</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">)</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">d</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><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">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">)</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">d</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\zeta _{N}={\Bigg(\sum \limits_{j=1}^{N}{\gamma _{j}^{i}}\Bigg)_{i=1}^{d}}={\Bigg(\sum \limits_{j=1}^{N}{\gamma _{j}^{i}}-\operatorname{\mathsf{E}}{\gamma _{j}^{i}}\Bigg)_{i=1}^{d}}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
In view of Lemma <xref rid="j_vmsta41_stat_002">2</xref>, to complete the proof, we only need to show that<inline-formula id="j_vmsta41_ineq_119"><alternatives>
<mml:math><mml:mo movablelimits="false">Cov</mml:mo><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">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">Σ</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\operatorname{Cov}(\zeta _{N})\to \boldsymbol{\varSigma }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Denote 
<disp-formula id="j_vmsta41_eq_034">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml: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:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml: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:mrow></mml:msubsup><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">l</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</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:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml: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:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[{\zeta _{j}^{i(s)}}={\delta _{j}^{(s)}}{X_{j}^{i(s)}}\Bigg(\sum \limits_{l=1}^{d}{X_{j}^{l(s)}}\big({b_{l}^{(s)}}-{b_{l}^{(m)}}\big)+{\varepsilon _{j}^{(s)}}\Bigg)\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
and 
<disp-formula id="j_vmsta41_eq_035">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml: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:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><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">l</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">l</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:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[{\eta _{j}^{i(s)}}={\delta _{j}^{(s)}}\Bigg(\sum \limits_{l=1}^{d}{D}^{il(s)}\big({b_{l}^{(s)}}-{b_{l}^{(m)}}\big)\Bigg)\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Then 
<disp-formula id="j_vmsta41_eq_036">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup>
<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">s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml: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:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml: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:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml: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:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</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:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">)</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">d</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</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">d</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\zeta _{N}={\Bigg(\frac{1}{\sqrt{N}}\sum \limits_{j=1}^{N}{a_{j}^{(m)}}\sum \limits_{s=1}^{M}\big(\big({\zeta _{j}^{i(s)}}-{\eta _{j}^{i(s)}}\big)+\big({\eta _{j}^{i(s)}}-\operatorname{\mathsf{E}}{\zeta _{j}^{i(s)}}\big)\big)\Bigg)_{i=1}^{d}}={\big({S_{1}^{i}}+{S_{2}^{i}}\big)_{i=1}^{d}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where 
<disp-formula id="j_vmsta41_eq_037">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup>
<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">s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</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:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml: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:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mspace width="2em"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup>
<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">s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml: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:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</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:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[{S_{1}^{i}}=\frac{1}{\sqrt{N}}\sum \limits_{j=1}^{N}{a_{j}^{(m)}}\sum \limits_{s=1}^{M}\big({\zeta _{j}^{i(s)}}-{\eta _{j}^{i(s)}}\big),\hspace{2em}{S_{2}^{i}}=\frac{1}{\sqrt{N}}\sum \limits_{j=1}^{N}{a_{j}^{(m)}}\sum \limits_{s=1}^{M}\big({\eta _{j}^{i(s)}}-\operatorname{\mathsf{E}}{\zeta _{j}^{i(s)}}\big).\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Note that 
<disp-formula id="j_vmsta41_eq_038">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</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:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml: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:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">[</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml: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:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml: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:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:mo maxsize="1.19em" minsize="1.19em" stretchy="true">|</mml:mo><mml:mspace width="2.5pt"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\operatorname{\mathsf{E}}\big({\zeta _{j}^{i(s)}}-{\eta _{j}^{i(s)}}\big)=\operatorname{\mathsf{E}}\operatorname{\mathsf{E}}\big[\big({\zeta _{j}^{i(s)}}-{\eta _{j}^{i(s)}}\big)\hspace{2.5pt}\big|\hspace{2.5pt}\kappa _{j}\big]=0.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Now 
<disp-formula id="j_vmsta41_eq_039">
<label>(8)</label><alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mo movablelimits="false">Cov</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mspace width="1em"/><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup>
<mml: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">s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover>
<mml: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">p</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml: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:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml: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:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mspace width="1em"/><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup>
<mml: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">s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover>
<mml: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">p</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo 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">l</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</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:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</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:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">l</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:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mspace width="2em"/><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</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:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</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:mrow></mml:msubsup><mml:mo fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">]</mml:mo><mml:mo>·</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><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">q</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mspace width="1em"/><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup>
<mml: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">s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><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">l</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:munder accentunder="false"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">l</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:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">l</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:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>︸</mml:mo></mml:munder></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:munder><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml: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:mrow></mml:msubsup><mml:munder><mml:mrow><mml:munder accentunder="false"><mml:mrow><mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml: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:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>︸</mml:mo></mml:munder></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:munder><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mspace width="2em"/><mml:mo>×</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">(</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><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:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}& \displaystyle \operatorname{Cov}\big({S_{1}^{i}},{S_{2}^{k}}\big)\\{} & \displaystyle \hspace{1em}=\frac{1}{N}\sum \limits_{j=1}^{N}{\big({a_{j;N}^{(m)}}\big)}^{2}\sum \limits_{s=1}^{M}\sum \limits_{p=1}^{M}\operatorname{\mathsf{E}}\big({\zeta _{j}^{i(s)}}-{\eta _{j}^{i(s)}}\big){\eta _{j}^{k(p)}}\\{} & \displaystyle \hspace{1em}=\frac{1}{N}\sum \limits_{j=1}^{N}{\big({a_{j;N}^{(m)}}\big)}^{2}\sum \limits_{s=1}^{M}\sum \limits_{p=1}^{M}\operatorname{\mathsf{E}}{\delta _{j}^{(s)}}\Bigg[\sum \limits_{l=1}^{d}\big({X_{j}^{i(s)}}{X_{j}^{l(s)}}-{D}^{il(s)}\big)\big({b_{l}^{(s)}}-{b_{l}^{(m)}}\big)\\{} & \displaystyle \hspace{2em}+{X_{j}^{i(s)}}{\varepsilon _{j}^{i(s)}}\Bigg]\cdot {\delta _{j}^{(p)}}\Bigg(\sum \limits_{q=1}^{d}{D}^{kq(p)}\big({b_{q}^{(p)}}-{b_{q}^{(m)}}\big)\Bigg)\\{} & \displaystyle \hspace{1em}=\frac{1}{N}\sum \limits_{j=1}^{N}{\big({a_{j}^{(m)}}\big)}^{2}\sum \limits_{s=1}^{M}{p_{j;N}^{s}}\Bigg(\sum \limits_{l=1}^{d}\big(\underset{0}{\underbrace{{D}^{il(s)}-{D}^{il(s)}}}\big)\big({b_{l}^{(s)}}-{b_{l}^{(m)}}\big)+\operatorname{\mathsf{E}}{X_{j}^{i(s)}}\underset{0}{\underbrace{\operatorname{\mathsf{E}}{\varepsilon _{j}^{(s)}}}}\Bigg)\\{} & \displaystyle \hspace{2em}\times \Bigg(\sum \limits_{q=1}^{d}{D}^{kq(s)}\big({b_{q}^{(s)}}-{b_{q}^{(m)}}\big)\Bigg)=0;\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<disp-formula id="j_vmsta41_eq_040">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo movablelimits="false">Cov</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup>
<mml: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">s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup>
<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">q</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover>
<mml: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">l</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml: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:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</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:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">l</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:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mspace width="1em"/><mml:mo>×</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</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:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">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:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><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:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mspace width="1em"/><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup>
<mml: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">s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">k</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:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo movablelimits="false">Cov</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup>
<mml: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">s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup>
<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">q</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover>
<mml: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">l</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">l</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:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mspace width="1em"/><mml:mo>×</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">[</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><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:mrow></mml:msup><mml:mo>−</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><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:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">]</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}\displaystyle \operatorname{Cov}\big({S_{1}^{i}},{S_{1}^{k}}\big)& \displaystyle =\frac{1}{N}\sum \limits_{j=1}^{N}{\big({a_{j;N}^{(m)}}\big)}^{2}\sum \limits_{s=1}^{M}{p_{j;N}^{s}}\sum \limits_{q=1}^{d}\sum \limits_{l=1}^{d}\big({b_{l}^{(s)}}-{b_{l}^{(m)}}\big)\operatorname{\mathsf{E}}\big(\big({X_{j}^{i(s)}}{X_{j}^{l(s)}}-{D}^{il(s)}\big)\\{} & \displaystyle \hspace{1em}\times \big({X_{j}^{k(s)}}{X_{j}^{q(s)}}-{D}^{kq(s)}\big)\big)\big({b_{q}^{(s)}}-{b_{q}^{(m)}}\big)\\{} & \displaystyle \hspace{1em}+\frac{1}{N}\sum \limits_{j=1}^{N}{\big({a_{j;N}^{(m)}}\big)}^{2}\sum \limits_{s=1}^{M}{p_{j;N}^{s}}{D}^{ik(s)}){\big({\sigma }^{(s)}\big)}^{2};\\{} \displaystyle \operatorname{Cov}\big({S_{2}^{i}},{S_{2}^{k}}\big)& \displaystyle =\frac{1}{N}\sum \limits_{j=1}^{N}{\big({a_{j;N}^{(m)}}\big)}^{2}\sum \limits_{s=1}^{M}{p_{j;N}^{s}}\sum \limits_{q=1}^{d}\sum \limits_{l=1}^{d}\big({b_{l}^{(s)}}-{b_{l}^{(m)}}\big){D}^{il(s)}\\{} & \displaystyle \hspace{1em}\times \Bigg[\big({b_{q}^{(s)}}-{b_{q}^{(m)}}\big){D}^{kq(s)}-\sum \limits_{r=1}^{M}{p_{j;N}^{r}}\big({b_{q}^{(r)}}-{b_{q}^{(m)}}\big){D}^{kq(r)}\Bigg].\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>Thus, 
<disp-formula id="j_vmsta41_eq_041">
<alternatives>
<mml:math display="block"><mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo movablelimits="false">Cov</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup>
<mml: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">s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">k</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:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mspace width="1em"/><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msup><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup>
<mml: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">s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup>
<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">q</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover>
<mml: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">l</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:mo fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">[</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mspace width="1em"/><mml:mo>×</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:munder accentunder="false"><mml:mrow><mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml: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:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</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:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</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:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">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:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>︸</mml:mo></mml:munder></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">k</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:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:munder><mml:mo>−</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">l</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: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">r</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow></mml:msubsup><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" maxsize="1.19em" minsize="1.19em">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">q</mml:mi><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:mrow></mml:msup><mml:mo fence="true" maxsize="2.45em" minsize="2.45em">]</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo maxsize="2.45em" minsize="2.45em" fence="true" mathvariant="normal">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[\begin{array}{r@{\hskip0pt}l}\displaystyle \operatorname{Cov}\zeta _{N}& \displaystyle =\frac{1}{N}\sum \limits_{j=1}^{N}{\big({a_{j;N}^{(m)}}\big)}^{2}\sum \limits_{s=1}^{M}{p_{j;N}^{s}}{D}^{ik(s)}{\big({\sigma }^{(s)}\big)}^{2}\\{} & \displaystyle \hspace{1em}+\frac{1}{N}\sum \limits_{j=1}^{N}{\big({a_{j}^{(m)}}\big)}^{2}\sum \limits_{s=1}^{M}{p_{j;N}^{s}}\sum \limits_{q=1}^{d}\sum \limits_{l=1}^{d}\big({b_{l}^{(s)}}-{b_{l}^{(m)}}\big)\Bigg[\big({b_{q}^{(s)}}-{b_{q}^{(m)}}\big)\\{} & \displaystyle \hspace{1em}\times \underset{{L_{lq}^{ik(s)}}}{\underbrace{\operatorname{\mathsf{E}}{X_{j}^{i(s)}}{X_{j}^{k(s)}}{X_{j}^{l(s)}}{X_{j}^{q(s)}}}}-{D}^{il(s)}\sum \limits_{r=1}^{M}{p_{j;N}^{r}}\big({b_{q}^{(r)}}-{b_{q}^{(m)}}\big){D}^{kq(r)}\Bigg]{\Bigg)_{i,k=1}^{d}}.\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>From the last equation we get <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_120"><alternatives>
<mml:math><mml:mo movablelimits="false">Cov</mml:mo><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">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">Σ</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\operatorname{Cov}(\zeta _{N})\to \boldsymbol{\varSigma }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_121"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$N\to \infty $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.  □</p></statement>
</sec>
<sec id="j_vmsta41_s_005">
<label>5</label>
<title>Results of simulation</title>
<p>To assess the accuracy of the asymptotic results from Section <xref rid="j_vmsta41_s_003">3</xref>, we performed a small simulation study. We considered a two-component mixture (<inline-formula id="j_vmsta41_ineq_122"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$M=2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>) with mixing probabilities <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_123"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${p_{j;N}^{1}}=j/N$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_124"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${p_{j;N}^{2}}=1-{p_{j;N}^{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. For each subject, there were two observed variables <italic>X</italic> and <italic>Y</italic>, which were simulated based on the simple linear regression model
<disp-formula id="j_vmsta41_eq_042">
<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">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
<tex-math><![CDATA[\[Y_{j}={b_{0}^{\kappa _{j}}}+{b_{1}^{\kappa _{j}}}{X_{j}^{(\kappa _{j})}}+{\varepsilon _{j}^{(\kappa _{j})}},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_125"><alternatives>
<mml:math><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\kappa _{i}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the number of component the <italic>j</italic>th observation belongs to, <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_126"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{j}^{(1)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> was simulated as <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_127"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$N(1,1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_128"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${X_{j}^{(2)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_129"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:mn>2.25</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$N(2,2.25)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_130"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml: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:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${\varepsilon _{j}^{(k)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> were zero-mean Gaussians with standard deviations 0.01 for the first component and 0.05 for the second one. The values of the regression coefficients were <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_131"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${b_{0}^{1}}=3$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_132"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.5</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${b_{1}^{1}}=0.5$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_133"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${b_{0}^{2}}=-2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_134"><alternatives>
<mml:math><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[${b_{1}^{2}}=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>The means and covariances of the estimates were calculated over 2000 replications.</p>
<p>The results of simulation are presented in Table <xref rid="j_vmsta41_tab_001">1</xref>. The true values of parameters and asymptotic covariances are placed in the last rows of the tables.</p>
<table-wrap id="j_vmsta41_tab_001">
<label>Table 1.</label>
<caption>
<p>Simulation results</p>
</caption>
<table frame="hsides" rules="groups">
<thead>
<tr>
<td valign="top" align="left" colspan="6">First component</td>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="left"/>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left"><italic>n</italic></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta41_ineq_135"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</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:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\operatorname{\mathsf{E}}{\hat{b}_{0}^{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta41_ineq_136"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\operatorname{\mathsf{E}}{\hat{b}_{1}^{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta41_ineq_137"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo movablelimits="false">Var</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</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:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$N\operatorname{Var}{\hat{b}_{0}^{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta41_ineq_138"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo movablelimits="false">Var</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$N\operatorname{Var}{\hat{b}_{1}^{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta41_ineq_139"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo movablelimits="false">Cov</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</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:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$N\operatorname{Cov}({\hat{b}_{0}^{1}},{\hat{b}_{1}^{1}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
</tr>
</tbody><tbody>
<tr>
<td valign="top" align="left">500</td>
<td valign="top" align="left">3.0014</td>
<td valign="top" align="left">0.5235</td>
<td valign="top" align="left">47.61</td>
<td valign="top" align="left">45.83</td>
<td valign="top" align="left">− 42.27</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">1000</td>
<td valign="top" align="left">3.0033</td>
<td valign="top" align="left">0.512</td>
<td valign="top" align="left">41.19</td>
<td valign="top" align="left">37.50</td>
<td valign="top" align="left">−35.04</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">2000</td>
<td valign="top" align="left">3.0011</td>
<td valign="top" align="left">0.5032</td>
<td valign="top" align="left">38.84</td>
<td valign="top" align="left">34.71</td>
<td valign="top" align="left">−32.87</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">5000</td>
<td valign="top" align="left">3.0003</td>
<td valign="top" align="left">0.5016</td>
<td valign="top" align="left">39.54</td>
<td valign="top" align="left">34.49</td>
<td valign="top" align="left">−32.83</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left"><italic>∞</italic></td>
<td valign="top" align="left">3</td>
<td valign="top" align="left">0.5</td>
<td valign="top" align="left">39.13</td>
<td valign="top" align="left">33.96</td>
<td valign="top" align="left">−32.53</td>
</tr>
</tbody><tbody>
<tr>
<td valign="top" align="left" colspan="6">Second component</td>
</tr>
</tbody><tbody>
<tr>
<td valign="top" align="left"/>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left"><italic>n</italic></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta41_ineq_140"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</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:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\operatorname{\mathsf{E}}{\hat{b}_{0}^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta41_ineq_141"><alternatives>
<mml:math><mml:mo mathvariant="sans-serif" movablelimits="false">E</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\operatorname{\mathsf{E}}{\hat{b}_{1}^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta41_ineq_142"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo movablelimits="false">Var</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</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:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$N\operatorname{Var}{\hat{b}_{0}^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta41_ineq_143"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo movablelimits="false">Var</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$N\operatorname{Var}{\hat{b}_{1}^{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula id="j_vmsta41_ineq_144"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi><mml:mo movablelimits="false">Cov</mml:mo><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</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:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">b</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$N\operatorname{Cov}({\hat{b}_{0}^{2}},{\hat{b}_{1}^{2}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></td>
</tr>
</tbody><tbody>
<tr>
<td valign="top" align="left">500</td>
<td valign="top" align="left">−2.0243</td>
<td valign="top" align="left">1.0084</td>
<td valign="top" align="left">67.37</td>
<td valign="top" align="left">7.94</td>
<td valign="top" align="left">−22.17</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">1000</td>
<td valign="top" align="left">−42.0100</td>
<td valign="top" align="left">1.0027</td>
<td valign="top" align="left">63.04</td>
<td valign="top" align="left">7.57</td>
<td valign="top" align="left">−20.90</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">2000</td>
<td valign="top" align="left">−2.0039</td>
<td valign="top" align="left">1.0016</td>
<td valign="top" align="left">63.57</td>
<td valign="top" align="left">7.52</td>
<td valign="top" align="left">−20.95</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">5000</td>
<td valign="top" align="left">−2.0074</td>
<td valign="top" align="left">1.0025</td>
<td valign="top" align="left">62.41</td>
<td valign="top" align="left">7.32</td>
<td valign="top" align="left">−20.48</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left"><italic>∞</italic></td>
<td valign="top" align="left">−2</td>
<td valign="top" align="left">1</td>
<td valign="top" align="left">62.20</td>
<td valign="top" align="left">7.34</td>
<td valign="top" align="left">−20.47</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>The presented data show good concordance with the asymptotic theory for <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_145"><alternatives>
<mml:math><mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo><mml:mn>1000</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$n>1000$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</sec>
<sec id="j_vmsta41_s_006">
<label>6</label>
<title>Conclusions</title>
<p>We considered a modification of least-squares estimators for linear regression coefficients in the case where observations are obtained from a mixture with varying concentrations. Conditions of consistency and asymptotic normality of the estimators were derived, and dispersion matrices were evaluated. The results of simulations confirm good concordance of estimators covariances with the asymptotic formulas for sample sizes larger then 1000 observations.</p>
<p>In real-life data analysis, concentrations (mixing probabilities) are usually not known exactly but estimated. So, to apply the proposed technique, we also need to analyze sensitivity of the estimates to perturbations of the concentrations model. (We are thankful to the unknown referee for this observation). It is worth noting that performance of these estimates will be poor if the true concentrations of the components are nearly linearly dependent (<inline-formula id="j_vmsta41_ineq_146"><alternatives>
<mml:math><mml:mo movablelimits="false">det</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">Γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">≈</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\det \boldsymbol{\varGamma }_{N}\approx 0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>). We also expect stability of the estimates w.r.t. concentration perturbations if <inline-formula id="j_vmsta41_ineq_147"><alternatives>
<mml:math><mml:mo movablelimits="false">det</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">Γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
<tex-math><![CDATA[$\det \boldsymbol{\varGamma }_{N}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is bounded away from zero. More deep analysis of sensitivity will be a part of our further work.</p>
</sec>
</body>
<back>
<ref-list id="j_vmsta41_reflist_001">
<title>References</title>
<ref id="j_vmsta41_ref_001">
<label>[1]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Autin</surname>, <given-names>F.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Pouet</surname>, <given-names>Ch.</given-names></string-name>: <article-title>Test on the components of mixture densities</article-title>. <source>Stat. Risk. Model.</source> <volume>28</volume>(<issue>4</issue>), <fpage>389</fpage>–<lpage>410</lpage> (<year>2011</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2877572">MR2877572</ext-link>. doi:<ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="10.1524/strm.2011.1065" xlink:type="simple">10.1524/strm.2011.1065</ext-link> </mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta41_ref_002">
<label>[2]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Billingsley</surname>, <given-names>P.</given-names></string-name>: <source>Probability and Measure</source>, <edition>3</edition>rd edn. <publisher-name>Wiley</publisher-name>, <publisher-loc>New York</publisher-loc> (<year>1995</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1324786">MR1324786</ext-link> </mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta41_ref_003">
<label>[3]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Borovkov</surname>, <given-names>A.A.</given-names></string-name>: <source>Mathematical Statistics</source>. <publisher-name>Gordon and Breach Science Publishers</publisher-name>, <publisher-loc>Amsterdam</publisher-loc> (<year>1998</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1712750">MR1712750</ext-link> </mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta41_ref_004">
<label>[4]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Doronin</surname>, <given-names>O.V.</given-names></string-name>: <article-title>Lower bound for a dispersion matrix for the semiparametric estimation in a model of mixtures</article-title>. <source>Theory Probab. Math. Stat.</source> <volume>90</volume>, <fpage>71</fpage>–<lpage>85</lpage> (<year>2015</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3241861">MR3241861</ext-link>. doi:<ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="10.1090/tpms/950" xlink:type="simple">10.1090/tpms/950</ext-link> </mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta41_ref_005">
<label>[5]</label><mixed-citation publication-type="chapter"> <string-name><surname>Grün</surname>, <given-names>B.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Leisch</surname>, <given-names>F.</given-names></string-name>: <chapter-title>Fitting finite mixtures of linear regression models with varying &amp; fixed effects in R</chapter-title>. In: <string-name><surname>Rizzi</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Vichi</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name> (eds.) <source>Compstat 2006 – Proceedings in Computational Statistics</source>, pp. <fpage>853</fpage>–<lpage>860</lpage>. <publisher-name>Physica Verlag</publisher-name>, <publisher-loc>Heidelberg, Germany</publisher-loc> (<year>2006</year>) </mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta41_ref_006">
<label>[6]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Maiboroda</surname>, <given-names>R.</given-names></string-name>: <source>Statistical Analysis of Mixtures</source>. <publisher-name>Kyiv University Publishers</publisher-name>, <publisher-loc>Kyiv</publisher-loc> (<year>2003</year>) <comment>(in Ukrainian)</comment> </mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta41_ref_007">
<label>[7]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Maiboroda</surname>, <given-names>R.E.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Sugakova</surname>, <given-names>O.V.</given-names></string-name>: <source>Estimation and classification by observations from mixture</source>. <publisher-name>Kyiv University Publishers</publisher-name>, <publisher-loc>Kyiv</publisher-loc> (<year>2008</year>) <comment>(in Ukrainian)</comment> </mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta41_ref_008">
<label>[8]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Maiboroda</surname>, <given-names>R.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Sugakova</surname>, <given-names>O.</given-names></string-name>: <article-title>Statistics of mixtures with varying concentrations with application to DNA microarray data analysis</article-title>. <source>J. Nonparametr. Stat.</source> <volume>24</volume>(<issue>1</issue>), <fpage>201</fpage>–<lpage>205</lpage> (<year>2012</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2885834">MR2885834</ext-link>. doi:<ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="10.1080/10485252.2011.630076" xlink:type="simple">10.1080/10485252.2011.630076</ext-link> </mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta41_ref_009">
<label>[9]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Maiboroda</surname>, <given-names>R.E.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Sugakova</surname>, <given-names>O.V.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Doronin</surname>, <given-names>A.V.</given-names></string-name>: <article-title>Generalized estimating equations for mixtures with varying concentrations</article-title>. <source>Can. J. Stat.</source> <volume>41</volume>(<issue>2</issue>), <fpage>217</fpage>–<lpage>236</lpage> (<year>2013</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3061876">MR3061876</ext-link>. doi:<ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="10.1002/cjs.11170" xlink:type="simple">10.1002/cjs.11170</ext-link> </mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta41_ref_010">
<label>[10]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>McLachlan</surname>, <given-names>G.J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Peel</surname>, <given-names>D.</given-names></string-name>: <source>Finite Mixture Models</source>. <publisher-name>Wiley–Interscience</publisher-name>, <publisher-loc>New York</publisher-loc> (<year>2000</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1789474">MR1789474</ext-link>. doi:<ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="10.1002/0471721182" xlink:type="simple">10.1002/0471721182</ext-link> </mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta41_ref_011">
<label>[11]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Seber</surname>, <given-names>G.A.F.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Lee</surname>, <given-names>A.J.</given-names></string-name>: <source>Linear Regression Analysis</source>. <publisher-name>Wiley</publisher-name>, <publisher-loc>New York</publisher-loc> (<year>2003</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1958247">MR1958247</ext-link>. doi:<ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="10.1002/9780471722199" xlink:type="simple">10.1002/9780471722199</ext-link> </mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta41_ref_012">
<label>[12]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Shcherbina</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>: <article-title>Estimation of the mean value in the model of mixtures with varying concentrations</article-title>. <source>Theory Probab. Math. Stat.</source> <volume>84</volume>, <fpage>151</fpage>–<lpage>164</lpage> (<year>2012</year>). <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2857425">MR2857425</ext-link>. doi:<ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="10.1090/S0094-9000-2012-00866-1" xlink:type="simple">10.1090/S0094-9000-2012-00866-1</ext-link> </mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_vmsta41_ref_013">
<label>[13]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Titterington</surname>, <given-names>D.M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Smith</surname>, <given-names>A.F.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Makov</surname>, <given-names>U.E.</given-names></string-name>: <source>Analysis of Finite Mixture Distributions</source>. <publisher-name>Wiley</publisher-name>, <publisher-loc>New York</publisher-loc> (<year>1985</year>) </mixed-citation>
</ref>
</ref-list>
</back>
</article>
