$(T, d)$ を距離空間とする.
$T$ の部分集合 $A$ の直径を $\mathrm{diam}(A) = \sup_{s, t \in A} d(s, t)$ と表す.
$T$ の分割 $\mathcal{A}$ とは,互いに交わらない $T$ の有限個の部分集合の族 $\mathcal{A} = \{ A_1, \ldots, A_m \}$ で,$\bigcup_i A_i = T$ となるものである.$T$ の分割 $\mathcal{A}$ および点 $t \in T$ に対して,$\mathcal{A}(t)$ によって $t$ を含む $\mathcal{A}$ の唯一の要素を表すとする.
$T$ の分割からなる列 $\mathcal{A}_0, \mathcal{A}_1, \ldots$ がネストしているとは,任意の $k \geq 1$ に対して $\mathcal{A}_{k}$ が $\mathcal{A}_{k-1}$ の細分になっていることをいう.
分割の列 $\mathcal{A}_{0}, \mathcal{A}_{1}, \ldots$ がTalagrand列 (または許容列) であるとは,任意の $k \geq 1$ に対して,
$$
1 \leq |\mathcal{A}_{k}| \leq 2^{2^k}
$$
が成り立つこととする.
以上の用語のもとで,$\gamma_2(T, d)$ を
$$
\inf \sup_{t \in T} \sum_{k = 0}^\infty 2^{k/2} \mathrm{diam}(\mathcal{A}_{k}(t))
$$
によって定義する.ただし,infはすべてのTalagrand列の全体にわたってとる.
$(T, d)$ を距離空間として,確率過程 $\{ X_t: t \in T \}$ を距離 $d$ に関するsub-Gaussian processとする.つまり,任意の $s, t \in T$ と $u > 0$ に対して
$$
\mathbb{P}(|X_s - X_t| \geq u)
\leq 2 \exp \left( - \frac{u^2}{2 d(s, t)^2} \right)
$$
が成り立つものとする.
このとき,
$$
C_1 \gamma_2(T, d) \leq
\mathbb{E} \sup_{t \in T} X_t
\leq C_2 \gamma_2(T, d)
$$
が成り立つ.ただし,$C_1, C_2 > 0$ は普遍的な定数である.
- (劣)ガウス過程の最大値の期待値について,定数倍を許してタイトな上下界を与えた定理.Majorizing measure theoremともいう (Talagrand (2014), Theorem 2.4.1).
- これに対して,Dudleyのエントロピーバウンド および Sudakov minoration によって得られる上下界はタイトでない例が存在する.例えば,$T$ が $\mathbb{R}^m$ の楕円体であるとき,Dudleyのバウンドよりも本質的によい上界が存在する (Talagrand (2014), Section 2.5).$T$ が $\mathbb{R}^m$ の部分集合のとき,Dudleyのバウンドによる上界は,最適なものと比較すると高々 $O(\log (m + 1))$ のギャップを生じうる.
- Talagrand. Upper and Lower bound for Stochastic Processes. Springer, 2014.
- Dudley. Uniform Central Limit Theorems. 2nd edition (2014).