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漫步數理統計三十一——依分佈收斂

上篇博文我們介紹了依概率收斂的概念,利用著概念我們可以說統計量收斂到一個引數,而且在許多情況下即便不知道統計量的分佈函式也能說明收斂。但是統計量有多接近估計量呢?本篇博文講的收斂就回答了這個問題。

1(依分佈收斂){Xn}是一系列隨機變數,X是隨機變數。FXn,FX分別是Xn,X的cdf,令C(Fx)表示FX連續的點集合。我們說Xn依分佈收斂到X,如果

limnFXn(x)=FX(x),forallxC(FX)

表示為

XnDX

1在統計與概率論中,依概率收斂與依分佈收斂稱為漸進理論,我們經常說X是序列{Xn}的漸進分佈或極限分佈,或者我們不說XnDX,其中X滿足標準正態分佈,我們寫為

XnDN(0,1)

顯然右邊是一個分佈而不是隨機變數,但是這麼寫非常方便。另外我們說Xn滿足極限標準正態分佈意味著XnDX,其中X滿足標準正態分佈,或等價的XnDN(0,1)

之所以之考慮連續點也是有原因的,考慮下面的例子。Xn是隨機變數,所有的質量在點1n處,其他地方均為0。如圖所示Xn的質量收斂到0。在不連續點處,limFXn(0)=01=FX(0);而在連續點處(即x0),limFXn(x)=FX(x),因此根據定義XnDX

依概率收斂說明的是一系列隨機變數Xn接近另一個隨機變數X,另一方面,依概率收斂只關心cdfFXn,FX。舉個簡單的例子,X是pdf為fX(x)的隨機變數,它關於0對稱;即f

X(x)=fX(x)。那麼很容易說明X的密度也是fX(x),所以X,Xyou相同的分佈,定義隨機變數Xn的序列為

Xn={XXnn

顯然對所有的x,FXn(x)=FX(x),所以XnDX,另一方面序列