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$CLT$ y$LLN$ dan resultados diferentes

Traté de resolver un problema de dos maneras diferentes y me dieron resultados diferentes.

Deje $( X_i )_{i \in \mathbb{N}}$ ser una serie de independientes, idénticamente distribuidas variables aleatorias, con $\mathbb{E}[X_i] = 1$ $\mathbb{V}[X_i] = 1$

Determinar

$$ \lim_{n \to \infty} \mathbb{P}\left(\frac{1}{\sqrt{n}} \sum_{i=1}^n X_i \leq \sqrt{n}\right) $$

Aquí están los dos enfoques que he probado.

Teorema del límite Central \begin{align*} & \lim_{n \to \infty} \mathbb{P}\left(\frac{1}{\sqrt{n}} \sum_{i=1}^n X_i \leq \sqrt{n}\right) \\ = {} & \lim_{n \to \infty} \mathbb{P}\left(\frac{1}{\sqrt{n}} \sum_{i=1}^n (X_i - 1) \leq \sqrt{n} - \frac{n}{\sqrt{n}}\right) \\ = {} & \lim_{n \to \infty} \mathbb{P}\left(\frac{1}{\sqrt{n}} \sum_{i=1}^n (X_i - 1) \leq 0\right) \\ = {} & \Phi_{0,1}(0) = \frac{1}{2} \end{align*}

Ley de los grandes números

\begin{align*} & \lim_{n \to \infty} \mathbb{P}\left(\frac{1}{\sqrt{n}} \sum_{i=1}^n X_i \leq \sqrt{n}\right) \\ = {} & \lim_{n \to \infty} \mathbb{P}\left(\frac{1}{n} \sum_{i=1}^n X_i \leq 1 \right) \\ \geq {} & \lim_{n \to \infty} \mathbb{P}\left(\frac{1}{n} \sum_{i=1}^n X_i = 1\right) \\ = {} & 1 \end{align*} de acuerdo a las fuertes ley de los grandes números. Esto significa, entonces, que $$ \lim_{n \to \infty} \mathbb{P}\left(\frac{1}{\sqrt{n}} \sum_{i=1}^n X_i \leq \sqrt{n}\right) = 1 $$

¿Qué estoy haciendo mal aquí? Mi entendimiento es que el CLT solución es correcta, pero no veo lo que hice mal con la aplicación de la ley de los grandes números.

16voto

Michael Hardy Puntos 128804

Lo que dice la (fuerte) ley de los grandes números:$$ \require{cancel} \begin{align} \text{right: } & \Pr\left( \lim_{n\to\infty} \frac 1 n \sum_{i=1}^n X_i = 1\right) = 1. \\ \\ \text{wrong: } & \xcancel{\lim_{n\to\infty} \Pr\left( \frac 1 n \sum_{i=1}^n X_i = 1\right) = 1.} \end{align} $ $

5voto

pete Puntos 1

Si, por ejemplo,$X_1$ tiene distribución continua, también lo tiene$\sum_{i=1}^nX_i$ para cada$n$.

Consecuencia:$$\mathsf P(\frac1n\sum_{i=1}^nX_i=1)=0\text{ for every }n$$ so that also: $$\lim_{n\to\infty}\mathsf P(\frac1n\sum_{i=1}^nX_i=1)=0\neq1$ $

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