Comencemos por representar la suma S utilizando la definición de la función de autocorrelación:
S=∑h=1n−1ρ^(h)=∑h=1n−1(1n∑n−ht=1(Xt−X¯)(Xt+h−X¯)1n∑nt=1(Xt−X¯)2)
Denominador no depende de h para que podamos simplificar y mover el frente ∑ al numerador, que nos da:
S=∑n−1h=1∑n−ht=1(Xt−X¯)(Xt+h−X¯)∑nt=1(Xt−X¯)2
Ahora considere el denominador. ¿Cómo representamos para obtener una expresión similar al numerador? ConjuntoYt=Xt−X¯. Entonces∑nt=1Yt=0. El denominador aquí es ∑nt=1Y2t. Lo sabemos∑nt=1Y2t=(∑nt=1Yt)2−2∑n−1h=1∑n−ht=1YtYt+h, es decir, restar todos los pares únicos × 2. Porque ∑nt=1Yt=0, resulta que ∑nt=1Y2t=−2∑n−1h=1∑n−ht=1YtYt+h.
Conectándose de nuevo en términos de X, el denominador se convierte en −2∑n−1h=1∑n−ht=1(Xt−X¯)(Xt+h−X¯). Then,
S=∑n−1h=1∑n−ht=1(Xt−X¯)(Xt+h−X¯)−2∑n−1h=1∑n−ht=1(Xt−X¯)(Xt+h−X¯)=−12
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