第二节 中心极限定理.ppt

第二节中心极限定理 大数定律与中心极限定理 一 中心极限定理的意义 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 一 中心极限定理的意义 如果一个随机变量是由大量相互独立的随机因素的综合影响所造成 而每一个别因素对这种综合影响所起的作用不大 则这种随机变量一般都服从或近似服从正态分布 自从高斯指出测量误差服从正态分布之后 人们发现 正态分布在自然界中极为常见 高斯 一 中心极限定理的意义 现在我们就来研究独立随机变量之和所特有的规律性问题 当n无限增大时 这个和的极限分布是什么呢 在什么条件下极限分布会是正态的呢 一 中心极限定理的意义 一 中心极限定理的意义 在概率论中 习惯于把和的分布收敛于正态分布这一类定理都叫做中心极限定理 二 李雅普诺夫中心极限定理 1 李雅普诺夫 Lyapunov 定理 注意 二 李雅普诺夫中心极限定理 二 李雅普诺夫中心极限定理 对于李雅普诺夫定理中的随机变量序列 将其约束条件改为独立同分布 即 林德贝尔格 勒维中心极限定理 三 勒维中心极限定理 2 林德贝尔格 勒维 Lindeberg Levy 定理 三 勒维中心极限定理 三 勒维中心极限定理 例1对敌人的防御地段进行100次轰炸 每次轰炸命中目标的炸弹数目是随机变量 其期望为2 方差为1 69 求在100次轰炸中有180颗至220颗炸弹命中目标的概率 解 设Xi 第i次轰炸命中目标的炸弹数 i 1 2 100 三 勒维中心极限定理 则100次轰炸命中目标的炸弹总数为 依题意 例1对敌人的防御地段进行100次轰炸 每次轰炸命中目标的炸弹数目是随机变量 其期望为2 方差为1 69 求在100次轰炸中有180颗至220颗炸弹命中目标的概率 由中心极限定理 三 勒维中心极限定理 于是 三 勒维中心极限定理 例2计算机在进行数学计算时 遵从四舍五入原则 为简单计 现从小数点后第一位进行舍入运算 设误差 若一项计算中进行了100次数字运算 求平均误差落入上的概率 解 设Xi 第i次运算中产生的误差 i 1 2 100 则诸Xi独立 服从 100次运算的平均误差为 于是 依题意 由中心极限定理 三 勒维中心极限定理 对于勒维中心极限定理中的随机变量序列 将其约束条件改为独立同0 1分布 即 三 勒维中心极限定理 拉普拉斯中心极限定理 四 拉普拉斯中心极限定理 3 棣莫佛 拉普拉斯 DeMoivre Laplace 定理 定理表明 二项分布的极限分布是正态分布 四 拉普拉斯中心极限定理 在n重贝努利试验中 描述A事件发生次数的随机变量服从二项分布 当试验次数较多时 根据中心极限定理 可利用正态分布近似计算二项分布 即 四 拉普拉斯中心极限定理 例3100台车床独立工作 每台实际工作时间占全部工作时间的80 求任一时刻有70至86台车床工作的概率 解 则 依题意 四 拉普拉斯中心极限定理 例3100台车床独立工作 每台实际工作时间占全部工作时间的80 求任一时刻有70至86台车床工作的概率 由中心极限定理 于是 五 课程小结 1 标准化因子 五 课程小结 中心极限定理其实是描述的随机变量序列和 经标准化后 当序列容量无限大时的极限分布 2 中心极限定理的内容 五 课程小结 六 课堂练习 根据以往经验 某种电器元件的寿命服从均值为100小时的指数分布 现随机地取16只 设它们的寿命是相互独立的 求这16只元件的寿命的总和大于1920小时的概率 由题给条件知 诸Xi独立 16只元件的寿命的总和为 且E Xi 100 D Xi 10000 依题意 所求为P Y 1920 设第i只元件的寿命为Xi i 1 2 16 解 E