伯努利、辛钦大数定律、中心极限定理

大数定律

一个随机变量序列 X 1 、 X 2 . . . X n . . . X_{1}、X_{2}...X_{n}... X1X2...Xn...,a为常数,若对任意正数 ε \varepsilon ε lim ⁡ n → ∞ P { ∣ X n − a ∣ < ε } = 1 \lim_{n \to \infty} P\left \{ |X_{n}-a|<\varepsilon \right \} = 1 limnP{ Xna<ε}=1 。则称序列 X 1 、 X 2 . . . X n . . . X_{1}、X_{2}...X_{n}... X1X2...Xn...依概率收敛与a, 记作 X n ⟶ a ( n → ∞ ) X_{n}\longrightarrow a(n\to \infty ) Xna(n)

对任意的 ε \varepsilon ε>0, 当n充分大时," X n X_{n} Xn与a的偏差大于等于 ε \varepsilon ε
这一事件发生的概率很小(即概率意义上收敛于0)

伯努利大数定律

n A n_{A} nA是n次独立重复实验中事件A发生的次数,p是事件A在每次实验中发生的概率,则对任意正数 ε \varepsilon ε,有 lim ⁡ n → ∞ { ∣ n A n − p ∣ < ε } = 1 \lim_{n\to \infty}\left\{|\frac{n_{A}}{n} -p|<\varepsilon \right \} = 1 nlim{ nnAp<ε}=1,由切比雪夫不等式很容易证明,参见上篇关于切比雪夫文章。

一个事件A在独立重复实验发生的频率 n A n \frac{n_{A}}{n} nnA依概率收敛与事件A发生的概率p,
以严格的数学形式表达了频率的稳定性。在实际应用中,当实验次数n很大时,便可李勇事件A发生的频率去近似代替事件A发生的概率。

辛钦大数定律

一个随机变量序列 X 1 、 X 2 . . . X n . . . X_{1}、X_{2}...X_{n}... X1X2...Xn...,相互独立,服从同一分布,且具有数学期望 E( X i ) = μ X_{i})=\mu Xi)=μ, i = 1, 2, 3…, 则对任意正数 ε \varepsilon ε, 有 lim ⁡ n → ∞ P { ∣ 1 n ∑ i = 1 n X i − μ ∣ < ε } = 1 \lim_{n \to \infty}P \left \{ |\frac{1}{n}\sum_{i=1}^{n} X_{i}-\mu|<\varepsilon \right \} = 1 nlimP{ n1i=1nXiμ<ε}=1

随着样本数量n增大,样本均值几乎必然等于总体真实的均值,从而为统计推断中依据样本平均数估计总体平均数提供了理论依据
例如,要估计某地区的平均亩产量,可收割有代表性的地块 n块,计算其平均亩产量,则当 n较大时,可用它作为整个地区平均亩产量的一个估计

中心极限定律

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中心极限定理告诉我们,任何独立、 同分布的大量随机变量序列和的均值也近似服从正态分布,只要样本容量够大,样本估计值就趋于正态分布,所以我们可以按 正态分布进行推断

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