第五章 大数定律及中心极限定理
1. 概率统计是研究随机变量统计规律性的数学学科,而随机变量的规律只有在对大量随机现象的考察中才能显现出来。研究大量随机现象的统计规律,常常采用极限定理的形式去刻画,由此导致对极限定理进行研究,极限定理的内容非常广泛,比如大数定律、中心极限定理。
大数定律的客观背景:大量随机试验中,事件发生的频率稳定于某一常数,测量值的算术平均值具有稳定性。
2. 切比雪夫不等式
方差描述随机变量的概率分布对期望的分散程度。
设电站供电网有10000盏灯,夜晚每一盏灯开灯的概率都是0.7,而假定所有电灯开或关是彼此独立的。试用切比雪夫不等式估计夜晚同时开着的灯数在6800-7200的概率。
解:设X表示在夜晚同时开着的电灯的数目,它服从参数n=10000,p=0.7的二项分布,于是有
D(X)= E(X2)-[ E(X)] 2
E(X)=np=10000×0.7=7000 D(X)=npq=10000×0.7×0.3=2100 ?{6800 可见,虽然有10000盏灯,但是只要有供应 2017.10填 解:设X服从参数n=1000,p=0.5的二项分布,E(X)=500,D(X)=250 25039?{400 设 m是n次独立重复试验中事件A发生的次数,p是事件A在每次试验中发生的概率,则对于任意正数ε> 7000盏灯的电力就足够以相当大的概率保证够0 ,有 用。 贝努里大数定律表明,当重复试验次数n充分大时,事件A发生的频率的概率很小。——概率是频率的稳定值 m与事件A的概率p有较大偏差n 1 / 3 事件发生的频率可以代替事件的概率。 4. 独立同分布随机变量的切比雪夫大数定律 5. 中心极限定理 在实际问题中许多随机变量是由相互独立随机因素的综合(或和)影响所形成的。 例如:炮弹射击的落点与目标的偏差,就受着许多随机因素(如瞄准,空气阻力,炮弹或炮身结构等)综合影响的。每个随机因素的对弹着点(随机变量和)所起的作用都是很小的,那么弹着点服从怎样分布哪 ? 独立同分布序列的中心极限定理 棣莫弗-拉普拉斯中心极限定理 2024.4应 解:设任一时刻访问该网站的用户数为随机变量X,则X~B(10000,0.5); 可得,E(X)=10000×0.5=5000,D(X)=10000×0.5×0.5=2500 2 / 3 3 / 3