Diferencia entre revisiones de «Teorema del límite central»

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Correción de Fórmulas
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Se define <math>S_n</math> como la suma de <math>n</math> variables aleatorias independientes e idénticamente distribuidas, con una media <math>\mu</math> y varianza <math>\sigma^2<\infty</math>, es decir
 
<math>S_n:=X_1+\cdots+X_n=\sum\limits_{i=1}^nX_i</math>
 
de manera que, la media de <math>S_n</math> es <math>n\mu</math> y la [[varianza]] es <math>n\sigma^2</math> pues son variables aleatorias independientes. Con tal de hacer más fácil la comprensión del teorema y su posterior uso, se hace una estandarización de <math>S_n</math> como
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=== Enunciado formal ===
 
De manera formal, normalizada y compacta el enunciado del teorema es:enuncia<ref>{{cita web |url=http://www.math.csusb.edu/faculty/stanton/probstat/clt.html |título=Central limit theorem |fechaacceso=13 de diciembre de 2010 |autor=Charles Stanton |obra=[http://www.math.csusb.edu/faculty/stanton/ Probability and Statistics Demos] |idioma=inglés |urlarchivo=https://web.archive.org/web/20100602111757/http://www.math.csusb.edu/faculty/stanton/probstat/clt.html |fechaarchivo=2 de junio de 2010 }}</ref>
 
{{teorema|'''Teorema del límite central''': Sean <math>X_1, X_2,\dots,X_n</math> variables aleatorias independientes e idénticamente distribuidas con <math> \operatorname{E}[X_i]=\mu</math> y <math> \operatorname{Var}(X_i)=\sigma^2 < \infty</math>., Sese define
<math> Z_n=\frac{\sum_{i=1}^nX_i-n\mu}{\sigma\sqrt{n}} =\frac{\bar{X}-n\mu}{\sigma\sqrt{n}}</math>
entonces
 
:<math> Z_n:=\lim_frac{\sum_{i=1}^nX_i-n\to\inftymu} {\operatornamesigma\sqrt{Pn}\left ( }=\frac{S_n \bar{X}- n \mu}{\sigma \sqrt{n}} \le z \right ) = \Phi(z)\, </math>.|}}
 
Entonces la función de distribución de <math>Z_n</math> converge hacia la función de distribución normal estándar cuando <math>n\to\infty</math>, es decir,
 
<math>\lim_{n\to\infty}\operatorname{P}\left(Z_n\leq z\right)=\Phi(z)=\int_{-\infty}^z\frac{1}{\sqrt{2\pi}}e^{-\frac{x^2}{2}}dx</math>
 
Es muy común encontrarlo con la variable estandarizada ''Z''<sub>''n''</sub> en función de la [[Estadístico muestral#Media muestral|media muestral]] <math>\overline{X}_n</math>,
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== Varianza nula o infinita ==
En el caso de ''<math>n''</math> variables aleatorias ''X<submath>iX_i</submath>'' independientes e idénticamente distribuidas, cada una de ellas con varianza nula o infinita, la distribución de las variables:
{{ecuación|
<math>S_n = \frac{X_1+\dots +X_n}{n}</math>
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<math>F_{X_i}(x) = \frac{1}{\pi} \arctan x </math>
||left}}
En este caso puede demostrarse que la distribución asintótica de ''S<submath>nS_n</submath>'' viene dada por otra distribución de Cauchy:
{{ecuación|
<math>F_{S_n}(x) = \frac{1}{\pi} \arctan \frac{x}{n} </math>