强大数定律与弱大数定律的区别

news/2025/2/28 23:49:56/文章来源:https://www.cnblogs.com/dingxingdi/p/18744348

先来讲一下弱大数定律吧,这个比较好理解
弱大数定律的标准形式是这样的:

\[\forall \epsilon>0,\underset{n\rightarrow\infty}{\lim}P(|\bar{X}_n-\mu|<\epsilon)=1 \]

这里注意的是我们的极限符号是包含概率的,我们按照数列极限的定义将其写开:

\[\forall \epsilon>0,\forall\phi>0,\exists N,\forall n>N,1-P(|\bar{X}_n-\mu|<\epsilon)<\phi \]

假设我们知道了\(X\)的分布,于是在确定了\(n\)的情况下就可以准确算出\(\bar{X}_n-\mu\)的分布,也就是说其实\(P(|\bar{X}_n-\mu|<\epsilon)\)是一个定了的数列(而不是随机变量)。不妨设\(P(|\bar{X}_n-\mu|<\epsilon)=1-\frac{1}{n}\),显然满足弱大数定律,但是当我们固定了一个\(n\)之后,做多次实验(我们称一次实验包含\(n\)个独立的随机变量\(X\))的话,是有可能样本均值偏离\(\mu\)的。画出来的图像见下
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那么强大数定律的数学形式是这样的:

\[P(\underset{n\rightarrow\infty}{\lim}\bar{X}_n-\mu=0)=1 \]

我们用极限的定义写开,\(\underset{n\rightarrow\infty}{\lim}\bar{X}_n-\mu=0\iff\forall\epsilon>0,\exists N,\forall n>N,|\bar{X}_n-\mu|<\epsilon\)
那么注意,后者其实是一个事件,也就是我们给定了一个偏离量\(\epsilon\),就可以找到了\(N\),使得我们做的试验次数大于\(N\)的话,样本均值与均值的距离不会超过偏移量。那么这个事件是有一个发生概率的,而强大数定律就告诉我们,这个事件是必然事件。所以强大数定律画出来的图见下
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