第1講 確率と確率変数

中心極限定理

X1, X2, ,Xn は独立で同分布とし,E[Xi]=μ, V[Xi]=σとする. また,

X¯=X1+X2++Xnn    (E[X¯]=μ, V[X¯]=σ2n)
とし,X¯を標準化したものをX¯と書くことにすると,
X¯=X1+X2++XnnμnσN(0,1)    (n)

補足1: 中心極限定理の証明

MX¯(α)=MX1μnσ+X2μnσ++Xnμnσ(α)=E[eαn(X1μσ+X2μσ++Xnμσ)]=E[eαX1μnσeαX2μnσeαXnμnσ]={E[eαX1μnσ]}n={1+11!E[(X1μnσ)1]α1+12!E[(X1μnσ)2]α2+}n={1+11!1nE[(X1μσ)1]α1+12!1nE[(X1μσ)2]α2+}n={1+11!1n0α1+12!1n1α2+}n={1+α22n+}n
よって,
limnMX¯(α)=limn{1+α22n+}n=eα22=MN(0,1)(α)
つまり,
X¯ndN(0,1)    (分布収束)