In this paper, we introduce a joint central limit theorem (CLT) for specific bilinear forms, encompassing the resolvent of the sample covariance matrix under an elliptical distribution. Through an exhaustive exploration of our theoretical findings, we unveil a phase transition in the limiting parameters that relies on the moments of the random radius in our derived CLT. Subsequently, we employ the established CLT to address two statistical challenges under elliptical distribution. The first task involves deriving the CLT for eigenvector statistics of the sample covariance matrix. The second task aims to ascertain the limiting properties of the spiked sample eigenvalues under a general spiked model. As a byproduct, we discover that the eigenmatrix of the sample covariance matrix under a light-tailed elliptical distribution satisfies the necessary conditions for asymptotic Haar, thereby extending the Haar conjecture to broader distributions.


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在概率论和统计学中,协方差矩阵(也称为自协方差矩阵,色散矩阵,方差矩阵或方差-协方差矩阵)是平方矩阵,给出了给定随机向量的每对元素之间的协方差。 在矩阵对角线中存在方差,即每个元素与其自身的协方差。
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