用python证明不同分布的中心极限定理_常见的中心极限定理
摘要中心极限定理讨论的是在什么条件下,独立随机变量和的分布会收敛于正态分布,本文介绍常见的集中中心极限定理,并且用Mathematica实现相应的模拟。
1.林德伯格-莱维中心极限定理
设{Xn}是独立同分布的随机变量序列,且E(Xi )=μ,Var(Xi )=σ^2>0存在,若记
则对任意实数y,有:
Mathematica模拟验证林德伯格-莱维中心极限定理
产生10000个(0,1)上的均匀分布的随机数并计算其标准化值,如此重复10000次,将得到的标准化值画出直方图,通过观察直方图图形,可以看到近似正态分布曲线,代码如下:
h = {};
sMean = 10000/2;
sVar = Sqrt[10000/12];
For[i = 1, i <= 9999, i++,
dist = RandomVariate[UniformDistribution[{0, 1}], 10000];
s = Total[dist];
y = (s - sMean)/sVar;
h = Append[h, y];
]
Histogram[h]
结果直方图:
该例子可用于正态随机数的产生:先从(0,1)上的均匀分布产生12个随机数x1,x2,...,x12,再变换其为y=x1+x2+...+x12-6,则可以将y近似看成来自标准正态分布的一个随机数,如此重复进行。
2.棣莫佛-拉普拉斯中心极限定理
设n重伯努利试验中,事件A在每次试验中出现的概率为p(0
则对任意实数y,有:
Mathematica模拟验证林德伯格-莱维中心极限定理
产生10000个服从p=0.4的两点分布的随机数并计算其标准化值,如此重复10000次,将得到的标准化值画出直方图,通过观察直方图图形,可以看到近似正态分布曲线,代码如下:
h = {};
For[i = 1, i <= 9999, i++,
dist = RandomVariate[BinomialDistribution[1, 0.4], 10000];
s = Count[dist, x_ /; x > 0];
y = (s - 4000)/48.9898;
h = Append[h, y];]
Histogram[h]
结果直方图:
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