ŞIRURI DE VARIABILE ALEATOARE. PROBLEME ASIMPTOTICE

Σχετικά έγγραφα
TEMA 9: FUNCȚII DE MAI MULTE VARIABILE. Obiective:

7. ECUAŢII ŞI SISTEME DE ECUAŢII DIFERENŢIALE

SEMINARUL 3. Cap. II Serii de numere reale. asociat seriei. (3n 5)(3n 2) + 1. (3n 2)(3n+1) (3n 2) (3n + 1) = a

6 n=1. cos 2n. 6 n=1. n=1. este CONV (fiind seria armonică pentru α = 6 > 1), rezultă

a) (3p) Sa se calculeze XY A. b) (4p) Sa se calculeze determinantul si rangul matricei A. c) (3p) Sa se calculeze A.

Curs 10 Funcţii reale de mai multe variabile reale. Limite şi continuitate.

5.1. ŞIRURI DE FUNCŢII

Inegalitati. I. Monotonia functiilor

CURS III, IV. Capitolul II: Serii de numere reale. a n sau cu a n. Deci lungimea segmentului este suma lungimilor sub-segmentelor obţinute, adică

1. ŞIRURI ŞI SERII DE NUMERE REALE

Capitole fundamentale de algebra si analiza matematica 2012 Analiza matematica

Sunt variabile aleatoare care iau o infinitate numărabilă de valori. Diagrama unei variabile aleatoare discrete are forma... f. ,... pn.

(a) se numeşte derivata parţială a funcţiei f în raport cu variabila x i în punctul a.

Analiza matematica Specializarea Matematica vara 2010/ iarna 2011

Curs 4 Serii de numere reale

3.1. DEFINIŢII. PROPRIETĂŢI

Statisticǎ - curs 2. 1 Parametrii şi statistici ai tendinţei centrale 2. 2 Parametrii şi statistici ai dispersiei 5

( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )

Olimpiada Naţională de Matematică Etapa locală Clasa a IX-a M 1

Ministerul Educaţiei Naționale Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare

6.1. DERIVATE ŞI DIFERENŢIALE PENTRU FUNCŢII REALE DE O VARIABILĂ REALĂ. APLICAŢII

3. Serii de puteri. Serii Taylor. Aplicaţii.

SUBGRUPURI CLASICE. 1. SUBGRUPURI recapitulare

Curs 1 Şiruri de numere reale

ŞIRURI ŞI SERII DE FUNCŢII

COMBINATORICĂ. Mulţimile ordonate care se formează cu n elemente din n elemente date se numesc permutări. Pn Proprietăţi

5. PROBABILITĂŢI Evenimente

PENTRU CERCURILE DE ELEVI

Seminar 3. Serii. Probleme rezolvate. 1 n . 7. Problema 3.2. Să se studieze natura seriei n 1. Soluţie 3.1. Avem inegalitatea. u n = 1 n 7. = v n.

SERII NUMERICE. Definiţia 3.1. Fie (a n ) n n0 (n 0 IN) un şir de numere reale şi (s n ) n n0

Metode iterative pentru probleme neliniare - contractii

V.7. Condiţii necesare de optimalitate cazul funcţiilor diferenţiabile

Capitolul 2 ŞIRURI DE NUMERE REALE. 2.1 Proprietăţi generale Moduri de definire a unui şir. (x n ) n 0 : x n =

Cursul Măsuri reale. D.Rusu, Teoria măsurii şi integrala Lebesgue 15

PROBLEME CU PARTEA ÎNTREAGĂ ŞI

Curs 2 Şiruri de numere reale

în care suma termenilor din fiecare grup este 0, poate conduce la ideea că valoarea acestei sume este 0. De asemenea, gruparea în modul

Tema: şiruri de funcţii

4. Ecuaţii diferenţiale de ordin superior

Analiza bivariata a datelor

DISTANŢA DINTRE DOUĂ DREPTE NECOPLANARE

a n (ζ z 0 ) n. n=1 se numeste partea principala iar seria a n (z z 0 ) n se numeste partea

Polinoame Fibonacci, polinoame ciclotomice

5. FUNCŢII IMPLICITE. EXTREME CONDIŢIONATE.

1. ŞIRURI ŞI SERII DE NUMERE REALE

REZUMAT CURS 3. i=1. Teorema 2.2. Daca f este (R)-integrabila pe [a, b] atunci f este marginita

Seria MATEMATICĂ ANALIZĂ MATEMATICĂ Calcul diferenţial

CAPITOLUL 4 SPAŢII VECTORIALE EUCLIDIENE/UNITARE Produs scalar. Spaţii euclidiene şi spaţii unitare-definiţie

Formula lui Taylor. 25 februarie 2017

CAPITOLUL III FUNCŢII CONTINUE

Cursul 7. Spaţii euclidiene. Produs scalar. Procedeul de ortogonalizare Gram-Schmidt. Baze ortonormate

III. Serii absolut convergente. Serii semiconvergente. ii) semiconvergentă dacă este convergentă iar seria modulelor divergentă.

CLASA a V-a CONCURSUL INTERJUDEŢEAN DE MATEMATICĂ ŞI INFORMATICĂ MARIAN ŢARINĂ EDIŢIA A IV-A MAI I. Să se determine abcd cu proprietatea

2.1. DEFINIŢIE. EXEMPLE

Asupra unei inegalităţi date la barajul OBMJ 2006

Sala: 2103 Decembrie 2014 CURS 10: ALGEBRĂ

Analiză I Curs 1. Curs 1., a n. dacă ε, ( )N ( ε ) a.î. n x n ε ; ε sunt numere reale şi deci (a n. şi fie

Laborator 4 Interpolare numerica. Polinoame ortogonale

8 Intervale de încredere

DETERMINAREA PUTERILOR MATRICELOR

Functii definitie, proprietati, grafic, functii elementare A. Definitii, proprietatile functiilor X) functia f 1

Curs 14 Funcţii implicite. Facultatea de Hidrotehnică Universitatea Tehnică "Gh. Asachi"

CAPITOLUL IV CALCULUL DIFERENŢIAL PENTRU FUNCŢII REALE DE O VARIABILA REALĂ

Curs 12. Intervale de încredere Intervale de încredere pentru medie în cazul σ cunoscut

Functii definitie, proprietati, grafic, functii elementare A. Definitii, proprietatile functiilor

PENTRU CERCURILE DE ELEVI

1. Operaţii cu numere reale Funcţii Ecuaţii şi inecuaţii de gradul întâi Numere complexe Progresii...

Partea întreagă, partea fracţionară a unui număr real

PRELEGEREA VI STATISTICĂ MATEMATICĂ

Concursul Naţional Al. Myller Ediţia a VI - a Iaşi, 2008

T R A I A N. Numere complexe în formă algebrică z a. Fie z, z a bi, Se numeşte partea reală a numărului complex z :

9. SONDAJUL STATISTIC

R R, f ( x) = x 7x+ 6. Determinați distanța dintre punctele de. B=, unde x și y sunt numere reale.

Planul determinat de normală şi un punct Ecuaţia generală Plane paralele Unghi diedru Planul determinat de 3 puncte necoliniare

sistemelor de algebrice liniarel

Definiţia generală Cazul 1. Elipsa şi hiperbola Cercul Cazul 2. Parabola Reprezentari parametrice ale conicelor Tangente la conice

MARCAREA REZISTOARELOR

COLEGIUL NATIONAL CONSTANTIN CARABELLA TARGOVISTE. CONCURSUL JUDETEAN DE MATEMATICA CEZAR IVANESCU Editia a VI-a 26 februarie 2005.

Analiza în curent continuu a schemelor electronice Eugenie Posdărăscu - DCE SEM 1 electronica.geniu.ro

Sisteme diferenţiale liniare de ordinul 1

REZOLVAREA NUMERICĂ A ECUAŢIILOR ŞI SISTEMELOR DE ECUAŢII ALGEBRICE NELINIARE

Spaţii topologice. Spaţii metrice. Spaţii normate. Spaţii Hilbert

CAP VII ELEMENTE DE TEORIA PROBABILITĂŢILOR ŞI STATISTICĂ MATEMATICĂ

EXAMENE ŞI CONCURSURI

ECUATII NELINIARE PE R

BAREM DE CORECTARE CLASA A IX A

CANALE DISCRETE DE TRANSMISIUNI

Componente şi Circuite Electronice Pasive. Laborator 3. Divizorul de tensiune. Divizorul de curent

Orice izometrie f : (X, d 1 ) (Y, d 2 ) este un homeomorfism. (Y = f(x)).

Capitolul 2. Integrala stochastică

CAPITOLUL I CAPITOL INTRODUCTIV

Capitolul 4 PROPRIETĂŢI TOPOLOGICE ŞI DE NUMĂRARE ALE LUI R. 4.1 Proprietăţi topologice ale lui R Puncte de acumulare

lim = dacă se aplică teorema lui 3. Derivate de ordin superior. Aplicaţii.

Algebră 1. Disciplină obligatorie; Anul I, Sem. 1, ore săptămânal, învăţământ de zi: 2 curs, 2 seminar, total ore semestru 56; 6 credite; examen.

Statisticǎ - curs 3. 1 Seria de distribuţie a statisticilor de eşantioane 2. 2 Teorema limitǎ centralǎ 5. 3 O aplicaţie a teoremei limitǎ centralǎ 7

Examenul de bacalaureat nańional 2013 Proba E. c) Matematică M_mate-info. log 2 = log x. 6 j. DeterminaŃi lungimea segmentului [ AC ].

7 Distribuţia normală

SEMINAR 14. Funcţii de mai multe variabile (continuare) ( = 1 z(x,y) x = 0. x = f. x + f. y = f. = x. = 1 y. y = x ( y = = 0

OLIMPIADA DE MATEMATICĂ FAZA LOCALĂ CLASA a V-a

4. Integrale improprii cu parametru real

Transcript:

8. ŞIRURI DE VARIABILE ALEATOARE. PROBLEME ASIMPTOTICE 8.. Şiruri de variabile aleatoare Î teoria probabilităţilor şi î aplicaţiile ei o problemă importată o costituie studiul şirurilor de variabile aleatoare, care costituie modelul matematic adecvat petru o serie de eomee aleatoare cu evoluţie temporală discretă, iar legat de aceasta u loc cetral îl ocupă covergeta şirurilor de variabile aleatoare. Vom prezeta î acest paragra pricipalele tipuri de covergeţă ale şirurilor de variabile aleatoare şi uele proprietăţi reeritoare la aceste tipuri de covergeţă. Fie (Ω,K,Ρ u spaţiu cu măsură de probabilitate complet aditivă şi ( u şir de variabile aleatoare, o variabilă aleatoare, toate deiite pe acelaşi câmp de probabilitate (, : Ω R şi cu valori reale. Deiiţia. Spuem că şirul de variabile aleatoare ( IN coverge î probabilitate către variabila aleatoare, dacă petru orice ε > 0 si δ > 0 există u umăr atural N(ε,δ astel îcât (8. P({ ω Ω : ( ω ( ω δ }< ε, petru orice Ν(ε,δ. Vom ota această covergeţă pri P 0 Observaţia. Di deiiţia de mai sus rezultă că şirul de variabile aleatoare ( coverge î probabilitate către variabila aleatoare, dacă (8.. lim P({ ω Ω : ( ω ( ω δ} = 0, oricare ar i δ > 0. Propoziţia. Fie (, şi g variabile aleatoare reale deiite pe acelaşi câmp de probabilitate (Ω,K,Ρ. Dacă şirul ( coverge î probabilitate către şi către g, atuci P({ ω Ω : (ω g(ω} = 0.

80 Şiruri de variabile aleatoare. Probleme asimptotice - 8 Demostraţie. Îtr-adevăr di iegalitatea g + g rezultă De aici deducem P + ε { ω Ω: (ω( g(ω( ε} { ω Ω:(ω( (ωω } { ω Ω: (ωω g(ω( } ε ε ({ ω Ω : ( ω g( ω ε} P( { ω Ω : ( ω ( ω } ε P( { ω Ω : g( ω ( ω } Iegalitatea de mai sus împreuă cu aptul că petru orice ε > 0 Î acelaşi timp avem P ({ ω Ω : ( ω g( ω 0} = P U = Di cele de mai sus rezultă că ceea ce trebuie demostrat ({ ω Ω : ( ω g( ω ε} P =0, = P si g implică { } ω : ( ω g( ω P( { ω Ω : ( ω g( ω } = ({ Ω : ( ω g( ω 0} 0 P ω =, Deiiţia. Şirul de variabile aleatoare ( IN coverge tare către variabila aleatoare dacă petru orice ε > 0 şi δ > 0 există umărul atural N(ε,δ astel îcât (8..3 P Uω Ω : ( ω ( ω δ < ε > N( ε, δ Observaţia. Dacă şirul de variabile aleatore ( IN coverge tare către variabila aleatoare, atuci ( IN coverge de asemeea î probabilitate către. P +

8.. Şiruri de variabile aleatoare 8 Deiiţia 3. Spuem că şirul de variabile aleatoare ( N coverge î repartiţie (î ses Beroulli către variabila aleatoare, dacă şirul ucţiilor de repartiţie ( F N asociate variabilelor ( N coverge la ucţia de repartiţie F asociată variabilei aleatoare, î iecare puct de cotiuitate a lui F. Notăm această covergetă pri r. Propoziţia. Fie : (Ω,K,Ρ R, N şi :(Ω,K,Ρ R u şir de variabile aleatoare şi respectiv, o variabilă aleatoare, deiite pe acelaşi câmp de probabilitate (Ω,K,Ρ. Atuci are loc: (8..4 P Demostratie. Fie F N, respectiv F ucţiile de repartiţie asociate variabilelor aleatoare cosiderate şi x 0 u puct de cotiuitate al lui F. Atuci, petru orice ε > 0 există δ > 0 astel ca (8..5 F(x 0 + δ F(x 0 δ < ε Dar F(x 0 δ = P({ ω Ω : ( ω < x 0 δ} = = P({ ω Ω : ( ω < x 0 δ} { ω Ω : ( ω < x 0} + + P({ ω Ω : ( ω < x 0 δ} { ω Ω : ( ω x 0} = = F (x 0 + P({ ω Ω : ( ω < x 0 δ} { ω Ω : ( ω x 0} F (x + P({ ω Ω : ( ω ( ω δ} 0 Di relatia ( rezultă că (8..6 (x δ lim F (x. F 0 0 Aalog se obţie : (8..7 (x + δ lim F (x F 0 0 r

8 Şiruri de variabile aleatoare. Probleme asimptotice - 8 Di relaţiile (5, (6 şi (7 rezultă că lim F (x 0 F (x 0, adică r. există şi este egală cu Observatia 8. Airmaţia reciprocă a propoziţiei de mai sus u este adevarată. Adică, dacă u sir de variabile aleatoare ( N coverge î repartiţie către variabila aleatoare, u rezultă că el coverge şi î probabilitate către variabila aleatoare. Avâd î vedere locul cetral ocupat de covergeţa î probabilitate î aplicaţiile di dierite domeii dăm următoarea proprietate a acestei covergeţe. Propozitia 9. Dacă şirurile de variabile aleatoare ( N, ( g N coverg î probabilitate către variabilele aleatoare, respectiv g, iar α şi β sut două costate reale, atuci: (8..8 α + βg α + βg P Deiitia 4. Fie variabilele aleatoare (,, deiite pe acelaşi câmp de probabilitate (Ω,K,Ρ. Spuem că şirul ( > coverge î medie de ordiul către dacă există mometele absolute de ordiul M[( ], M[ ], N şi dacă lim M [ ] = 0 Următoarea airmaţie stabileşte legătura ître covergeţa î medie de ordiul şi covergeţa î probabilitate a uui şir de variabile aleatoare. Propozitia 4. Fie şi, variabile aleatoare deiite pe acelaşi spaţiu cu măsură de probabilitate (Ω,K,Ρ. Dacă şirul ( coverge î medie de ordiul către, atuci ( coverge î probabilitate către. Demostraţie. Procedăm pri reducere la absurd. Dacă ( probabilitate la, atuci petru orice ε > 0 şi δ > 0 există u şir de umere astel ca ({ ω Ω : ( ω ( ω } δ ε P i, petru orice i. Atuci, di deiiţia mometului de ordiul rezultă u coverge î i

8.. Şiruri de variabile aleatoare 83 [ i ] δ ε M, ceea ce cotrazice că ( coverge î medie de ordiul la. Deci presupuerea ăcută duce la cotrazicerea ipotezei, aşa că airmaţia propoziţiei este adevarată. Fie ( A u şir de eveimete di (Ω,K,Ρ, ( ( A K. Pri eveimetul lim sup A îtelegem producerea de o iiitate de ori a eveimetelor A, (petru o iiitate de idici. Următoarea teoremă este recvet utilizată î diverse probleme de covergeţă. Teorema. (Borel-Catelli. Fie ( A u şir de eveimete. Dacă atuci P( lim sup A =0. = P ( <, A Deiiţia 5. U şir de variabile aleatoare ( deiite pe câmpul de probabilitate (Ω,K,Ρ coverge aproape sigur către variabila aleatoare dacă P({ ω Ω : lim ( ω există şi este egală cu (ωş=. Aceasta se otează pri a.s. Covergeţa aproape sigură este echivaletă cu covergeţa tare a şirurilor de variabile aleatoare şi este mai tare decât covergeţa î probabilitate, adică, dacă u şir de variabile aleatoare coverge aproape sigur către variabila aleatoare, atuci această covergeţă are loc şi î probabilitate. Î geeral îsă, airmaţia reciprocă u este adevarată, adică, covergeţa î probabilitate u implică covergeţa aproape sigură. Se poate demostra îsă airmaţia următoare: Propoziţia 4. Dacă ( este u şir de variabile aleatoare care coverge î probabilitate către variabila aleatoare, atuci există u subşir ( ( astel c a.s.

84 Şiruri de variabile aleatoare. Probleme asimptotice - 8 8.. Legea umerelor mari Teoremele cuoscute sub umele de, lege a umerelor mari, exprimă aspecte ditre cele mai importate di teoria probabilităţilor. Ele exprimă legătura ditre recveţă, ca variabilă aleatoare şi ca probabilitate. Această legătura se maiestă la ivel de tediţă (limită. Fie (Ω,K,P u câmp de probabilitate ixat, ( u şir de variabile aleatoare reale deiite pe acest câmp şi g : R R, u şir de ucţii măsurabile Borel deiite pe R, B cu valori î R, B. Atuci se poate ( R h costrui şirul de variabile reale ( deiite pri : ( R (8.. h ( ω = g ( ( ω, ( ω,..., ( ω. Deiiţia. Spuem că şirul ( este slab stabil dacă există u şir de costate ( c se supue legii slabe a umerelor mari sau că astel îcât (8.. lim P( { ω Ω : h ( ω c ε} = 0 petru orice ε > 0 Deiiţia. Spuem că şirul ( u şir de costate ( c astel îcât este supus legii tari a umerelor mari dacă există (8..3 P { ω Ω : lim(h ( ω c 0} = =, adică şirul de variabile aleatoare ( c Petru dierite şiruri de ucţii măsurabile ( g h coverge aproape la sigur la 0., se obţi dierite legi a umerelor mari, atât sub orma slabă, cât şi sub orma tare. Î cotiuare presupuem că există si sut iite caracteristicile umerice ale variabilelor aleatoare care itervi î exprimarea legii umerelor mari.

8.. Legea umerelor mari 85 Teorema (Teorema lui Marov. Fie ( u şir de variabile aleatoare petru care (8..4 lim D = 0, = atuci şirul ( urmează legea slabă a umerelor mari. Demostraţie. Să cosiderăm ucţiile g : IR IR deiite pri g = şi costatele c = M(. = Aplicâd iegalitatea lui Cebâşev obţiem (8..5 P { ω Ω : ( ω M( ε} D. = = ε = Făcâd pe urmează legea slabă a umerelor mari. rezultă că şirul ( Dacă variabilele aleatoare ( D = = = D ( x = sut idepedete două câte două atuci şi di Teorema se deduce următorul corolar. Corolarul Fie ( u şir de variabile aleatoare idepedete două câte două, petru care (8..6 lim D ( = 0, = urmează legea slabă a umerelor mari. atuci şirul ( Dacă variabilele aleatoare ( sut idepedete două câte două şi petru iecare are loc D ( A <, atuci rezultă că (8..7 D = D ( A = =

86 Şiruri de variabile aleatoare. Probleme asimptotice - 8 şi di Teorema se deduce. Corolarul. Dacă u şir este de variabile aleatoare ( idepedete două câte două este astel îcât D ( A <, petru orice, atuci acesta urmează legea slabă a umerelor mari. Să presupuem că trebuie măsurată o mărime izică m. Se cuoaşte că orice măsurare este supusă uei erori de măsurare. Dacă se repetă măsurarea î aceleaşi codiţii se obţi rezultate,,3,...,, care î geeral u coicid. Regula mediei aritmetice costă î cosiderarea că valoarea aproximativă a procesului de măsurare, a valorii + +... + (8..8 m Legea slabă a umerelor mari sub orma teoremei următoare spue că atuci câd măsurătorile sut lipsite de erori sistematice, ( M( = M( =... = M( = m, petru suiciet de mare, cu o probabilitate oricât de apropiată de se poate obţie pri regula medie aritmetice o valoare oricât de apropiată de valoarea căutată. Teorema Fie ( u şir de variabile aleatoare, idepedete două câte două, avâd aceeaşi repartiţie cu M( = m si D ( A < petru orice. Atuci, (8..9 lim P { : ( m } = 0 ω ω ε. = Teorema de mai sus are o importată semiicaţie practică. Demostraţia ei se obţie ca u caz particular al Corolarului. U alt caz particular al Corolarului este cuoscut sub orma următoarei teoreme Teorema 3 (Teorema lui Poisso. Fie ν umărul de apariţii ale uui eveimet A î expresimete idepedete şi ie p probabilitatea eveimetului A i experimetul de rag K. Atuci

ν p + p +... + p (8..0 lim P { ω Ω : } = 0. 8.. Legea umerelor mari 87 Demostraţie. Cosiderăm şirul de variabile aleatoare (, ude ( ia valoarea sau 0 după cum î experimetul de rag s-a realizat eveimetul A sau cotrarul sau CA. Atuci (8.. ν = M( = p M ( = p D ( = p g = 4 petru orice si. Astel sut îdepliite codiţiile di Corolarul, de ude rezultă airmaţia teoremei. O altă ormulare celebră a legii umerelor mari este cuoscută sub umele de teorema lui J. Beroulli(654-705. Aceasta se opţie ca u caz particular al Teoremei lui Poisso. Teorema 4 (Teorema lui Beroulli. Fie α umărul de apariţii ale uui eveimet A î experimete idepedete şi p probabilitatea lui A î iecare experimet, atuci α (8.. lim P { ω Ω : p ε} = 0 Demostraţie. Acest rezultat este o coseciţă imediată a Teoremei 3 petru cazul p = p =... = p = p O altă ormulare a acestei teoreme pue mai bie î evideţă aptul că recveţa tide î probabilitate către probabilitate şi aume : Dacă î codiţiile teoremei de mai sus cosiderăm şirul recveţelor relative (, α = atuci, acest şir de variabile aleatoare coverge î probabilitate către p. Teorema lui Berouli pue î evideţă aptul că şirul recveţelor relative tide î probabilitate către o costată, către probabilitatea p. Tocmai î această tediţă se maiestă acţiuea obiectivă a legii umerelor mari, a creşterii ecoteite a umărului cazurilor observate. Eseţa acestei legi costă î aceea că ea este valabilă petru u îtreg asamblu de eomee şi u petru iecare eome î parte al acestui asamblu.

88 Şiruri de variabile aleatoare. Probleme asimptotice - 8 Teorema 5 (A.N.Kolmgorov. Fie ( u şir de variabile aleatoare reale deiite pe acelaşi câmp de probabilitate (Ω,K,P idepedete astel că D ( < petru orice şi (8..3 D ( <, = atuci lim = (8..4 ( M( = 0 aară de o mulţime ω de probabilitate ulă, adică şirul { } umerelor mari. Teorema 6 Fie ( probabilitate idepedete astel că şirul (, satisace legea tare a u şir de variabile aleatoare reale deiite pe acelaşi câmp de D urmează legea tare a umerelor mari. Îtr-adevăr di D ( ( A <, petru orice. Atuci A <, petru orice deducem : D ( (8..5 A <, = = şi astel codiţiile di teorema precedetă sut veriicate, ceea ce arată că şirul de variabile aleatoare satisace legea tare a umerelor mari, adică (8..6 P { ω Ω : lim ( ( ω M( = 0} =. = 8.3. Problema asimptotica cetrală Repartiţia ormală (Gauss-Laplace joacă u rol deosebit de importat î Teoria probabilităţilor şi Statistica matematică, atât di puct de vedere teoretic cât şi practic. O serie de eomee supuse la ilueţe îtâmplătoare coduc la această repartiţie.

8.3. Problema asimptotica cetrală 89 Aalizâd aceste aspecte a căpătat o deosebită importaţă determiarea codiţiilor î care, suprapuerea uui umăr mare de actori idepedeţi coduce la o ucţie de repartiţie ormală. Această problemă s-a costituit ca o problemă cetrală a Teoriei probabilităţilor. Î cotiuare vom amiti câteva rezultate clasice obţiute î această direcţie. Fie (Ω,K,P u câmp de probabilitate si : Ω R, u şir de variabile aleatoare idepedete, care admit dispersii iite. Vom ota (8.3. a a = M( = = a, σ, σ = = = D ( σ,, Se pue problema: î ce codiţii ucţia de repartiţie F( a variabilei aleatoare (8.3. ( = ( a σ( = coverge către ucţia de repartiţie ormală Φ câd? Amitim că x t (8.3.3 Φ( x = e dt. π Teoremele care stabilesc astel de rezultate se umesc teoreme limită cetrală. Î cele ce urmează vom da teoreme limită care oeră u răspus la problema ormulată, puâd î evideţă rolul importat al repartiţiei ormale. Teorema 7 (Teorema limită cetrală. Fie ( u şir de variabile aleatoare idepedete, avâd aceeaşi repartiţie. Să presupuem că, a = M( şi σ = D( > 0 există. Atuci petru orice x R ucţia de repartiţie F ( a variabilei aleatoare ( tide, petru, la ucţia de repartiţie ormală redusă Φ(x (ucţia lui Laplace. Adică, x u (8.3.4 lim F (x = e du π

90 Şiruri de variabile aleatoare. Probleme asimptotice - 8 Demostraţie. Vom arăta că ucţia caracteristică asociată variabilei aleatoare ( tide către ucţia de repartiţie a variabilei aleatoare ormale reduse. Fie ϕ ucţia caracteristică asociată variabilei aleatoare a. Atuci avem ϕ(t = M(e it( a = e ita M(e it = e De ude rezultă că ucţia de repartiţie a variabilei aleatoare se exprimă pri: ita (8.3.5 ϕ (t = e ϕ(t, petru orice. De aici rezultă că ucţia de repartiţie a variabilei aleatoare g este dată pri : = = l (8.3.6 i ta ϕ (t = e [ ϕ(t]. g ita ϕ (t Î acelaşi timp avem M[g ] = M[ = Cu aceste cosideraţii avem : (8.3.7 de ude rezultă ( = a şi D[g ] = σ g a g = = σ σ a σ ita t (8.3.8 ϕ (t = e σ ϕ (. ( g σ Ţiâd seama de ( rezultă ϕ de ude pri simpliicare avem ita i ta (t = e σ σ e [ ϕ( ( σ t ϕ (t = [ ϕ( ]. ( σ t ],

de ude rezultă 8.3. Problema asimptotica cetrală 9 t Dezvoltâd î serie de puteri ale lui t ucţia caracteristică ϕ( obţiem σ t t ϕ ( = + 0, σ t t lim ϕ (t = lim 0 = e ( +, adică ucţia caracteristică asociată variabilei aleatoare ( tide câd tide la către ucţia caracteristică a variabilei aleatoare ormale reduse. Cum ucţia caracteristică determiă, probabilistic complet variabila aleatoare, respectiv ucţia de repartiţie asociată rezultă că relaţia (0 este adevarată. O teoremă limtă mai geerală este. u şir de variabile aleatoare idepedete. Să presupuem că Teorema 8. (Teorema lui Leapuov. Fie ( M( = a, D( = σ > 0, M a = H petru iecare N şi să 3 există [ ] 3 otăm 3 = H = L. Dacă este veriicată codiţia lui Leapuov L lim σ ( ( = 0, atuci ucţia de repartiţie F ( a variabilei aleatoare ( tide petru către ucţia de repartiţie a variabilei aleatoare ormale Φ(x, petru orice x R. O altă teoremă limită cu aplicaţii multiple î statistică şi a cărei importaţă se datorează aptului că î ipotezele impuse u igurează aceea de idepedeţă este următoarea. Teorema 9. (Teorema lui P.L. Cebâsev. Fie ( u şir de variabile aleatoare care admit momete de orice ordi, adică există mărimile

9 Şiruri de variabile aleatoare. Probleme asimptotice - 8 m = x df (x ude F este ucţia de repartiţie asociată variabilei aleatoare IR Dacă lim m = m reduse, atuci, petru orice N, ude m sut mometele variabilei ormale lim F (x = Φ(x.