Приємне запитання (+1) !!
Ви пам’ятаєте, що для незалежних випадкових величин і , і . Отже, дисперсія є , а дисперсія є .X Y V a r ( X + Y ) = V a r ( X ) + V a r ( Y ) V a r ( a ⋅ X ) = a 2 ⋅ V a r ( X ) ∑ n i = 1 X i ∑ n i = 1 σ 2 = n σ 2 ˉXYVar(X+Y)=Var(X)+Var(Y)Var(a⋅X)=a2⋅Var(X)∑ni=1Xi∑ni=1σ2=nσ2X=1n∑ni=1XiX¯=1n∑ni=1Xinσ2/n2=σ2/nnσ2/n2=σ2/n
Це для дисперсії . Щоб стандартизувати випадкову величину, ви розділите її на стандартне відхилення. Як відомо, очікуване значення становить , тому зміннаˉXX¯μμ
ˉX−E(ˉX)√Var(ˉX)=√nˉX−μσ
X¯−E(X¯)Var(X¯)−−−−−−√=n−−√X¯−μσ
очікував значення 0 і дисперсію 1. Отже, якщо він схильний до гаусса, він повинен бути стандартним гауссовим . Ваше формулювання в першому рівнянні рівнозначне. Помноживши ліву частину на ви встановите дисперсію на .
N(0,1)N(0,1)σσσ2σ2
Стосовно вашого другого пункту, я вважаю, що наведене вище рівняння ілюструє, що вам потрібно розділити на а не для стандартизації рівняння, пояснюючи, чому ви використовуєте (оцінювач а не .σσ√σσ−−√snsnσ)σ)√snsn−−√
Додавання: @whuber пропонує обговорити причину масштабування за допомогою . Він це робить там , але оскільки відповідь дуже довгий, я спробую зафіксувати суть його аргументу (що є реконструкцією думок де Мойвра).√nn−−√
Якщо додати велику кількість + 1 та -1, можна приблизно оцінити ймовірність того, що сума буде , елементарним підрахунком. Журнал такої ймовірності пропорційний . Отже, якщо ми хочемо, щоб ймовірність вище перейшла в константу, оскільки стає великою, ми повинні використовувати нормалізуючий коефіцієнт в .nnjj−j2/n−j2/nnnO(√n)O(n−−√)
Використовуючи сучасні математичні засоби (post de Moivre), ви можете побачити згадане вище наближення, помітивши, що шукана ймовірність
P(j)=(nn/2+j)2n=n!2n(n/2+j)!(n/2−j)!
P(j)=(nn/2+j)2n=n!2n(n/2+j)!(n/2−j)!
яку ми наближаємо за формулою Стірлінга
P(j)≈nnen/2+jen/2−j2nen(n/2+j)n/2+j(n/2−j)n/2−j=(11+2j/n)n+j(11−2j/n)n−j.
P(j)≈nnen/2+jen/2−j2nen(n/2+j)n/2+j(n/2−j)n/2−j=(11+2j/n)n+j(11−2j/n)n−j.
log(P(j))=−(n+j)log(1+2j/n)−(n−j)log(1−2j/n)∼−2j(n+j)/n+2j(n−j)/n∝−j2/n.
log(P(j))=−(n+j)log(1+2j/n)−(n−j)log(1−2j/n)∼−2j(n+j)/n+2j(n−j)/n∝−j2/n.