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  • 弱大数定律和强大数定律

    设X1,X2,……Xn是i.i.d.随机变量,Yn=(X1+...+Xn)/n。若将X1,X2……Xn看做是随机变量X的n次采样,那么Yn是X的采样平均。E[Yn]=E[X],Var(Yn)=Var(Xn)/n。

    从图形(图……)中可以直观看出,n越大,Yn分布曲线就越陡峭,E[Yn]在概率上就越能接近于mx。然而,无论n如何大,总存在着这样的可能性,使得Yn落在设定的精度之外。

    [……待续]

    弱大数定律和强大数定律有相同的条件,区别在于结论。弱大数说依概率收敛,强大数说以概率1收敛(或者说几乎处处收敛)。

    依概率收敛的意思是,任意指定一个正数ε,无论n取多大,Xbar与μ的差大于ε的可能次数是无限的,但只要n足够大(比如满足切比雪夫不等式),差大于ε的次数占比趋于0。

    [

    1. 看弱大数定律的定义式和证明;

    2. 注意区分弱大数定律定义式中的ε(ε1)和极限定义中用的ε(ε2),这是两个不同的ε;

    3. 用极限的定义去理解弱大数定律的定义式(对任意小的正数ε2, 总能找到一个数N,使得当n>N时,弱大数定律定义式的P<ε2)。

    4. 从3中可看出,P永不能取得0,而只能在极限的概念上趋近于0。也就是上面说的,

        a)无论n如何大,总存在着这样的可能性,使得Yn落在设定的精度之外;

        b)Xbar与μ的差大于ε的可能次数是无限的,但占比趋于0。

    ]

    以概率1收敛的意思是说只要n足够大,任意指定一个正数ε,总能找到一个N,使n>N时,Xbar与μ的差大于ε的次数是有限的。

    大数定律要求期望有限,否则大数定律不成立。

    仍然以抛硬币作为例子。

    你抛了N次硬币,总可以在数学上计算出各种可能情况的概率。如果N较小,或许可以观察到全正面或全反面的情况;当N是一个大数,全正面或全反面的概率虽不能完全排除,但会迅速缩小。以大数定律的口吻来说,给定一个数ε1>0,总存在一个抛硬币次数N, 当实验次数大于N时,|出现正面频率-1/2|>ε1的概率小于一个指定的数ε2(弱),或|出现正面频率-1/2|>ε1只出现有限次(强)。[?]

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