Je pense qu'il devrait être clair maintenant que "l'approche CLT" donne la bonne réponse.
Voyons exactement où «l'approche LLN» va mal.
En commençant par les instructions finies, il est clair alors que nous pouvons de manière équivalente soit soustraire des deux côtés, soit multiplier les deux côtés par . On an--√1 / n--√
P ( 1n--√∑i = 1nXje≤ n--√) = P ( 1n--√∑i = 1n( Xje- 1 ) ≤ 0 ) = P ( 1n∑i = 1nXje≤ 1 )
Donc si la limite existe, elle sera identique. En , nous l'avons, en utilisant les fonctions de distributionZn= 1n√∑ni = 1( Xje- 1 )
P ( 1n--√∑i = 1nXje≤ n--√) = FZn( 0 ) = FX¯n( 1 )
... et il est vrai que .limn → ∞FZn( 0 ) = Φ ( 0 ) = 1 / deux
La pensée dans "l'approche LLN" est la suivante: "Nous savons par le LLN que converge en probabilité vers une constante. Et nous savons aussi que" la convergence en probabilité implique la convergence en distribution ". Ainsi, converge dans la distribution à une constante ". Jusqu'ici, nous avons raison.
Puis nous déclarons: "donc, les probabilités limites pour sont données par la fonction de distribution de la constante à variable aléatoire",X¯nX¯n
X¯n1
F1( x ) = { 1x ≥ 10x < 1⟹F1( 1 ) = 1
... donc ...limn → ∞FX¯n( 1 ) = F1( 1 ) = 1
... et nous venons de faire notre erreur . Pourquoi? Parce que, comme @AlexR. réponse notée , la «convergence dans la distribution» ne couvre que les points de continuité de la fonction de distribution limite. Et est un point de discontinuité pour . Cela signifie que peut être égal à mais il peut ne pas l'être , sans annuler la "convergence de distribution vers une constante" implication du LLN .1F1limn → ∞FX¯n( 1 ) F1(1 )
Et puisque de l'approche CLT nous savons quelle doit être la valeur de la limite ( ). Je ne connais pas de moyen de prouver directement que .1 / 2limn → ∞FX¯n( 1 ) = 1 / deux
Avons-nous appris quelque chose de nouveau?
J'ai fait. Le LLN affirme que
limn →∞P ( |X¯n- 1 | ⩽ ε ) =1pour tout ε > 0
⟹limn → ∞[ P ( 1-ε< X¯n≤ 1 ) + P ( 1 < X¯n≤ 1 + ε ) ] = 1
⟹limn → ∞[ P ( X¯n≤ 1 ) + P ( 1 < X¯n≤ 1 + ε ) ] = 1
Le LLN ne dit pas comment la probabilité est allouée dans l' intervalle . Ce que j'ai appris, c'est que, dans cette classe de résultats de convergence, la probabilité est à la limite allouée de façon égale des deux côtés du point central de l'intervalle d'effondrement. ( 1 - ε , 1 + ε )
La déclaration générale ici est, supposons
Xn→pθ ,h ( n ) ( Xn- θ ) →réD ( 0 , V)
où est un rv avec la fonction de distribution . alorsréFré
limn → ∞P [ Xn≤ θ ] = limn → ∞P [h(n)( Xn- θ ) ≤ 0 ] = Fré( 0 )
... qui peut ne pas être égal à (la fonction de distribution de la constante rv).Fθ( 0 )
De plus, il s'agit d'un exemple fort montrant que, lorsque la fonction de distribution de la variable aléatoire limitante présente des discontinuités, la «convergence de la distribution vers une variable aléatoire» peut décrire une situation où «la distribution limite» peut ne pas être d'accord avec la «distribution de la limite variable aléatoire "aux points de discontinuité. À strictement parler, la distribution limite pour les points de continuité est celle de la variable aléatoire constante. Pour les points de discontinuité, nous pouvons être en mesure de calculer la probabilité limite, comme des entités "séparées".