ฉันให้วิธีการแก้ปัญหาตามคุณสมบัติของฟังก์ชั่นคุณลักษณะซึ่งกำหนดไว้ดังนี้
เรารู้ว่าการแจกแจงไม่ซ้ำกันถูกกำหนดโดยฟังก์ชันลักษณะดังนั้นฉันจะพิสูจน์ว่า
และจากนั้นจะตามมาบรรจบที่ต้องการ
ψX(t)=Eexp(itX).
ψ(Y−EY)/Var(Y)√→ψN(0,1)(t), when θ→∞,
เพื่อที่ฉันจะต้องคำนวณค่าเฉลี่ยและความแปรปรวนของซึ่งผมใช้กฎหมายของความคาดหวังทั้งหมด / แปรปรวน - http://en.wikipedia.org/wiki/Law_of_total_expectation
ฉันใช้ค่าเฉลี่ยและความแปรปรวนของการแจกแจงปัวซองคือและค่าเฉลี่ยและ ความแปรปรวนของมีและVarตอนนี้แคลคูลัสมาพร้อมกับฟังก์ชั่นพิเศษ ตอนแรกฉันเขียนนิยามของเป็นY
EY=E{E(Y|N)}=E{2N}=2θ
Var(Y)=E{Var(Y|N)}+Var{E(Y|N)}=E{4N}+Var(2N)=4θ+4Var(N)=8θ
EN=Var(N)=θχ22nE(Y|N=n)=2nVar(Y|N=n)=4nYY=∑n=1∞Z2nI[N=n], where Z2n∼χ22n
ตอนนี้ฉันใช้ทฤษฎีบทซึ่งระบุ
ฟังก์ชั่นลักษณะของคือซึ่งนำมาจากที่นี่:
http://en.wikipedia.org/wiki/Characteristic_function_(probability_theory)ψY(t)=∑n=1∞ψZ2n(t)P(N=n)
χ22nψZ2n(t)=(1−2it)−n
ดังนั้นตอนนี้เราคำนวณฟังก์ชันคุณลักษณะสำหรับโดยใช้การขยายเทย์เลอร์สำหรับ
ในตอนท้ายเราใช้คุณสมบัติของฟังก์ชั่นคุณสมบัติ
ฉันกระโดดข้ามแคลคูลัสเพราะตอนนี้ยาวเกินไป ...Yexp(x)
ψY(t)=∑n=1∞ψZ2n(t)P(N=n)=∑n=1∞(1−2it)−nθnn!exp(−θ)=∑n=1∞(θ(1−2it))n1n!exp(−θ)=exp(θ1−2it)exp(−θ)=exp(2itθ1−2it)
ψ(Y−EY)/Var(Y)√(t)=exp(−iEYVarY−−−−−√)ψY(t/VarY−−−−−√)=exp(−t22)exp(−1+2it8θ−−√)→exp(−t22)=ψN(0,1)(t), when θ→∞