大数定律和中心极限定理

大数定律和中心极限定理

  • 切比雪夫不等式
    • 对于任意随机变量 XXε>0\varepsilon > 0,有
      • P(XE(X)ε)D(X)ε2P(|X - E(X)| \ge \varepsilon) \le \dfrac{D(X)}{\varepsilon^2}
      • P(XE(X)<ε)1D(X)ε2P(|X - E(X)| < \varepsilon) \ge 1 - \dfrac{D(X)}{\varepsilon^2}
  • 依概率收敛
    • 对于随机序列 {Xn}\{X_n\}ε>0\varepsilon > 0,若 limn+P(Xa>ε)=0\displaystyle\lim_{n\to +\infty} P(|X-a| > \varepsilon)=0,则 XnX_n 依概率收敛于 aa,记作 XnPaX_n \xrightarrow{P} a
    • XnPaX_n \xrightarrow{P} ah(x)h(x)aa 连续,则 h(Xn)Ph(a)h(X_n) \xrightarrow{P} h(a)
    • XnPa,YnPbX_n \xrightarrow{P} a,Y_n \xrightarrow{P} b,则 XnYnPabX_n \star Y_n \xrightarrow{P} a \star b,其中 \star 表示四则运算。
  • 大数定律
    • 对于独立同分布随机序列 {Xn}\{X_n\}E(Xi)=μE(X_i) = \mu,则 1ni=1nXiPμ\dfrac{1}{n}\displaystyle\sum_{i=1}^n X_i \xrightarrow{P} \mu
  • 中心极限定理
    • 对于独立同分布随机序列 {Xn}\{X_n\}E(Xi)=μE(X_i)=\muD(Xi)=σ2D(X_i)=\sigma^2,则
      • limn+P(i=1nXinμnσx)=Φ(x)\displaystyle\lim_{n\to +\infty} P\left(\dfrac{\sum_{i=1}^n X_i - n\mu}{\sqrt{n}\sigma} \le x \right) = \Phi(x)
      • nn 足够大时,i=1nXinμnσapproxN(0,1)\dfrac{\sum_{i=1}^n X_i - n\mu}{\sqrt{n}\sigma} \overset{\text{approx}}{\sim} N(0,1)