Joint Distribution of the Number of Vertices and the Area of Convex Hulls Generated by a Uniform Distribution in a Convex Polygon

Abstract

A convex hull generated by a sample uniformly distributed on the plane is considered in the case when the support of a distribution is a convex polygon. A central limit theorem is proved for the joint distribution of the number of vertices and the area of a convex hull using the Poisson approximation of binomial point processes near the boundary of the support of distribution. Here we apply the results on the joint distribution of the number of vertices and the area of convex hulls generated by the Poisson distribution given in [6]. From the result obtained in the present paper, in particular, follow the results given in [3, 7], when the support is a convex polygon and the convex hull is generated by a homogeneous Poisson point process

Рассматривается выпуклая оболочка, порожденная выборкой, равномерно распределенной на плоскости для случая, когда носитель распределения представляет собой выпуклый многоугольник. Доказывается центральная предельная теорема для совместного распределения числа вершин и площади выпуклой оболочки с использованием пуассоновской аппроксимации биномиальных точечных процессов вблизи границы носителя распределения. Здесь применяются результаты [6] совместного распределения числа вершин и площади выпуклых оболочек, порожденных пуассоновским распределением. Из результатов, полученных в настоящей статье, в частности, следуют результаты [3, 7], когда носитель представляет собой выпуклый многоугольник, а выпуклая оболочка порождается однородным пуассоновским точечным процессом