定理2(中心极限定理) 设 为n个相互独立同分布的随机变量,其共同分布不为正态或未知,但其均值 和方差 都存在,则在n相当大时,样本均值 近似服从正态分布 。
这个定理表明:无论共同的分布是什么 (离散分布或连续分布,正态分布或非正态分布),只要独立同分布随机变量的个数n相当大时, 的分布总近似于正态分布,这一结论是深刻的,也是重要的,这说明平均值运算常可从非正态分布获得正态分布。
[例1.2-19} 图1.2-28中我们选了三个不同的共同分布:
Ⅰ 均匀分布(无峰)
Ⅱ 双单分布
Ⅲ 指数分布(高度偏斜)
假如,n=2,那么在Ⅰ的场合,2个均匀分布的变量之均值 的分布呈三角形,在Ⅱ的场合, 的分布出现中间高,在Ⅲ的场合 的分布的峰开始偏离原点。在n=5时,三种场合都呈现单峰状,并且前两个还有很好的对称性。在n=30时,三种场合下 的分布几乎完全相同,只在位置上有些差别,这个差别是由原始共同分布的均值不同而引起的,另外,这时正态分布的峰都很高,那是因为平均后的标准差为:
图1.2-28有很强的直观性和说服力,这就是中心极限定理的魅力。
图1.2-28有很强的直观性和说服力,这就是中心极限定理的魅力。
在统计中一个统计量的标准差,称为标准误差,或简称为标准误。特别地,样本均值 的标准误 ,无论是正态样本均值或非正态样本均值都有或近似有:
它随着n的增加而减少。图1.2-29表明这种关系,注意到在n<10时, 下降较快,而当n>10时, 下降渐趋缓慢。
[例1.2-20] 我们常常对一个零件的质量特性只测一次读数,并用这个读数去估计过程输出的质量特性,一个很容易减少测量系统误差的方法是:对同一个零件的质量特性作两次或更多次重复测量,并用其均值去估计过程输出的质量特性,这就可以减少标准差,从而测量系统的精度就自动增加。当然这不是回避使用更精密量具的理由,而是提高现有量具精度的简易方法,多次测量的平均值要比单次测量值更具有稳定性。考试通
来源:考试网-质量工程师考试