基于Weak Law of Large Numbers的伽马分布概率疑问:答案为何是0而非1?
嘿,咱们先把问题拆解开来看,你提到的矛盾其实大概率是对弱大数定律(WLLN)的应用场景或者问题表述理解有偏差,咱们一步步捋清楚:
首先,先明确弱大数定律的核心逻辑:对于独立同分布、期望$\mu$存在的随机变量序列,当样本量$n$趋向于无穷大时,样本均值$\bar{X}_n$落在总体均值$\mu$任意小的邻域内的概率会趋近于1。用数学语言说就是:
对任意$\epsilon > 0$,$\lim_{n \to \infty} P\left( \left| \bar{X}_n - \mu \right| < \epsilon \right) = 1$
那为什么会出现答案是0的情况呢?常见的两种可能性:
问题问的是“样本均值等于2的概率”:Gamma分布是连续型分布,样本均值$\bar{X}_n$作为连续型随机变量,取到某个特定数值(比如恰好等于2)的概率本身就是0——不管$n$多大都是如此,当$n$趋向于无穷时这个概率的极限自然也是0。这和弱大数定律完全不冲突,因为WLLN说的是“接近2”的概率趋向1,而不是“等于2”的概率。
问题问的是“样本均值偏离2至少$\epsilon$的概率的极限”:根据WLLN的等价表述,$\lim_{n \to \infty} P\left( \left| \bar{X}_n - \mu \right| \geq \epsilon \right) = 0$,这时候答案0就是完全正确的。你可能把问题的事件搞反了——WLLN说“接近”的概率趋向1,那“不接近”的概率自然趋向0。
所以关键是要回到问题的具体表述上:看看问题到底是在问哪个事件的概率,以及是否是$n$趋向无穷时的极限结果。只要把这两点搞清楚,你就能明白为什么答案是0,同时也不会和弱大数定律的结论矛盾啦。
内容的提问来源于stack exchange,提问作者Abhisekkkk

