样本均值的方差(Variance of sample mean)两种推导结果矛盾的原因排查求助
我通过链接读到一篇论文(第4页),里面有如下表达式:
$\begin{align}
Var(Y) = Var(\frac{1}{N}\sum_{i=1}^N X_i) = \frac{1}{N2}\sum_{i=1}N Var(X_i) = \frac{1}{N^2} N Var(X) = \frac{Var(X)}{N}
\end{align}$
这个推导我完全理解。
但当我尝试用更直接的方法推导时,得到了不一样的结果:
$\begin{align}
Var(Y) & = Var(\frac{1}{N}\sum_{i=1}^N X_i) \
& = E((\frac{1}{N}\sum_{i=1}^N X_i)^2) - E(\frac{1}{N}\sum_{i=1}^N X_i)^2 \
& = \frac{1}{N2}E(\sum_{i=1}N \sum_{j=1}^N X_i X_j) - \frac{1}{N^2} E(\sum_{i=1}^N X_i)^2 \
& = \frac{1}{N2}(\sum_{i=1}N \sum_{j=1}^N E(X_i X_j) - (\sum_{i=1}^N E(X_i))^2) \
& = \frac{1}{N2}(N2 E(X^2) - N^2 E(X)^2) \
& = E(X^2) - E(X)^2 \
& = Var(X)
\end{align}$
(其中$X_i$是从某一分布中抽取的随机变量)
这个结果和第一种推导矛盾。
我查过相关内容,但没有找到深入的解释。
有没有人能帮我找出哪里出错了?
P.S. 这是我第一次在这个平台提问,希望大家不要太在意我的提问格式,反而能给我一些建议,谢谢。
备注:内容来源于stack exchange,提问作者kotan

