强大数定律
第一条强大数定律(strong law of large numbers)是由波莱尔在1909年对伯努利试验场合验证的,给出了几乎处处收敛的随机变量列的性质。强大数定律主要包括波莱尔强大数定律、柯尔莫哥洛夫强大数定律等。 强大数定律首先由法国数学家Borel对于伯努利随机变量的特殊情况进行证明,一般情形下的强大数定律的证明由俄国数学家柯尔莫哥洛夫(A.N.Kolmogorov)给出。
基本信息
- 中文名
强大数定律
- 外文名
Strong Law of Large Numbers
- 提出者
波莱尔
- 提出时间
1909年
- 应用学科
数学
- 适用领域范围
概率论
基本介绍
强大数定律可能是概率论中最广为人知的结果,它表明了独立同分布的随机变量序列的均值以概率1收敛到分布的均值1。
定理1[强大数定律] 设
为一独立同分布的随机变量序列,其公共均值
有限.则下式以概率1成立:
即强大数定律可以表达为下式:
作为强大数定律的一个应用,设有一独立重复试验序列,令E为某一事件.P(E)为事件E发生的概率,又令
根据强大数定律,以概率1有
因为
表示在前n次试验中事件E发生的次数,因此方程(1)说明事件E在前n次试验中发生的频率以概率1收敛到它的概率P(E)(关于定理的证明请参考相应书籍1)。
可用图1来说明强大数定律。图1显示了从一个[0,1]值域内的均匀分布分别提取1,2,3,…,500个可随机变量值,计算得到的样本均值。该随机分布的期望值是0.5,随着样本数的增加,样本均值收敛于期望值。
图1强大数定律*
弱大数定律和强大数定律的区别
弱大数定律表明对于足够大的值n*,随机变量
的值靠近
,但它不能保证对于所有的
,
仍停留在
附近,因此,
可以无限多次离开0(尽管出现较大偏离的频率不会很高)。而强大数定律能保证这种情况不会发生,特别地,强大数定律表明下式以概率1成立:对任何
,
只能出现有限次1。