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1、【MeiWei_81重点借鉴文档】题目： 中心极限定理的应用研究 姓名： 李 若 愚 学号： 20RR04010159 系别： 数学与信息科学系 专业： 数学与应用数学 年级班级： 20RR级数应1班 指导老师： 高 继 梅 20RR年月日目录摘要1引言31.中心极限定理的相关知识31.1中心极限定理的提出31.2两个常用的中心极限定理32.中心极限定理的应用举例42.1中心极限定理求概率问题42.2中心极限定理解参数问题93.分析与总结14参考文献16致谢17【MeiWei_81重点借鉴文档】【MeiWei_81重点借鉴文档】中心极限定理的应用研究摘要：概率论与数理统计是数学的一个特色且又十
2、分活跃的一个分支，由于近年来突飞猛进的发展与其应用的广泛性，目前已成为一门独立一级学科，其方法也广泛应用于工业、农业、管理、军事与科学技术中.大数定律和中心极限定理作为概率论与数理统计之间承前启后的一个重要纽带，在数理统计中是非常重要的一章内容.它提出，大量独立随机变量之和具有近似于正态的分布，因此，它不仅提供了计算独立随机变量之和近似概率的简单方法，而且有助于解释为什么很多自然群体的经验呈现出钟形(即正态分布)曲线这一事实，因此，中心极限定理的应用范围越来越广阔，应用实例越来越多，同时，这也促使正态分布得到了更广泛的应用.关键词：概率论;中心极限定理;正态分布AResearchofCentr
3、al-limitTheoremsApplicationAbstract：ProbabilitRandMathematicalStatisticsisacharacteristicandverRactivebranchofmathematics.AfterRearsofadvancerapiddevelopmentandeRtensiveapplicationofit,nowithasbecomeanindependentfirstgradesubject.ItsmethodisalsowidelRusedinindustrR,agriculture,management,militarRand
4、scientifictechnologR.AsanimportantlinkbetweenprobabilitRandmathematicalstatistics,thelawoflargenumbersandcentral-limittheoreminmathematicalstatisticsisaverRimportantchapter.ItputsforwardthatthesumofmanRindependentrandomvariablesissimilartothenaturaldistribution.Therefore,itnotonlRprovidesasimpleidea
5、tocalculatetheapproRimateprobabilitRofindependentrandomvariables,butalsohelpspeopletoeRplainwhRtheshapeofmanRnaturalgroupseRperiencepresentabell(i.e.naturaldistribution)curve.Therefore,theapplicationrangeofthecentral-limittheoremismoreandmorewideandapplicationeRamplesbecomemoreandmore.And,atthesamet
6、ime,italsoencouragesthenaturaldistributiongetmoreeRtensiveapplication.KeRwords:ProbabilitR;Central-limitTheorem;NaturalDistribution引言概率论与数理统计中，常见而又最重要的分布之一就是正态分布.在实际生活与生产应用等方面，很多的随机变量都是服从正态分布的.另外,哪怕原来有些随机变量，它们并不服从于正态分布，只要它们之间保持相互独立，那么它们和的分布也总是近似服从于正态分布.那么,自然要有了这样一个问题：正态分布为什么存在地如此广泛呢？其在概率论中为何占有如此重要的地
7、位呢?大量的随机现象产生的这一客观规律性又应如何解释呢?事实上，这正是客观实际的反映，中心极限定理就是概率论中论证随机变量和的极限的分布为正态分布的定理的总称.1.中心极限定理的相关知识1.1中心极限定理的提出l8世纪，自棣莫佛首先提出中心极限定理以来，时至今日，其内容已经变得非常丰富.中心极限定理已经不再只是概率论中的重要内容，而且在数理统计中，作为大样本统计推断的理论基础，它也发挥着巨大的作用.某种随机现象很可能是在非常多的因素印象下造成的，若这些影响因素之间保持彼此相互独立性，那么，这些因素所累积起来的影响将会使此随即现象的分布趋近于正态分布.而这就是中心极限定理要证明的东西.由中心极限
8、定理,我们可知,在一般的情况下,当足够大时,个独立随机变量的和的极限分布总是服从正态分布的,而不论这些独立随机变量彼此是服从于什么分布.因此,它不仅解释了为何在现实中,那么多的数量指标的分布都服从或近乎于似服从正态分布这一确凿的事实,而且还提供给了人们一个计算独立随机变量之和的近似极限概率分布的简单而有效的方法,这对于生产生活的意义是非常深远的.1.2两个常用的中心极限定理根据不同的假设条件，中心极限定理有多个，其中最常用的两个为:列维-林德伯格中心极限定理和棣莫佛-拉普拉斯中心极限定理.定理1列维-林德伯格(LevRLindeberg)定理(独立同分布的中心极限定理)设是独立同分布的随机变量
9、序列，且，.记则对任意实数,有此定理只假设独立同分布、方差不存在，不管原来的分布是什么，只要充分大，就可以用正态分布去逼近.定理2棣莫佛-拉普拉斯中心极限定理设重伯努利试验中,事件在每次试验中出现的概率为,记为次试验中事件出现的次数,且记则对任意实数,有2.中心极限定理的应用举例中心极限定理在生活中各个方面的应用非常广泛，特别是两个主要的中心极限定理.本文将首先给出几个具体的应用两个主要中心极限定理解决实际生活问题的例子.2.1中心极限定理求概率问题中心极限定理在社会生活中的应用由于人口的持续不断增长以及男女比例的严重失调，政府部门已经慢慢开始采取各种各样的措施进行预防.在这之前，对新生婴幼儿
10、的性别进行判断和统计是很有必要，而中心极限定理在这方面就能体现出它独特的作用.例设男孩的出生率为0515，求在10000个新生的婴儿中女孩数目不少于男孩数目的概率是多少?解法1:设为10000个新生婴儿中男孩的数目，则，要求女孩数目不少于男孩数目的概率，即求.由棣莫佛拉普拉斯定理可得解法2:设为10000孩的数目，令则,且独立且同分布，则女孩数目不少于男孩数目的概率为由列维林德伯格中心及限定理有.即在10000个新生婴儿中,女孩数目不少于男孩数目的概率大约为0.00135.中心极限定理在保险业务中的应用保险行业可以说是应用概率与统计知识最频繁的一个领域了,人口数据、意外因素估计、保险金额、赔付
11、比例等等，这些都是经过分析统计才能得出的结果.此处本文将通过两个典型的保险实例来说明中心极限定理在这一领域中的应用.例1某家保险公司此次有10000个人参与了人寿保险,平均每人每年付30元保险金.据调查统计,一年之内有一个人死亡的概率大约为0.2%，而此后,死者家属可向保险公司申请领取5000元的慰问金，请问:(1)该保险公司有多大的概率可能在这个项目上亏本?(2)该保险公司一年内有多大的概率在这个项目上获利不少于150000元?解：(1)若一年内死亡的人数设为，则，其中，.设保险公司一年内的利润为，因此,由棣莫佛拉普拉斯中心极限定理(1)=1- 8.95(其中，)因此该保险公司几乎不会因为该
12、项目而亏本.(2)由题意可知，即求因此,由棣莫佛拉普拉斯中心极限定理,上式可表为即该保险公司一年内将有98.74%的可能于该项目中获得不少于150000元的利润.例2有一种100000张同类型保险单据的组合，设被保人的损失相互之间保持独立，并且保单规定被保会员将从保险人员处获得所发生损失80%（比例保险）的赔付金额，另设保险期之内,所有可能的损失服从以下分布：0502005001000100000.300.100.100.200.200.10试确定一定的安全附加保险费,使得所收的保护费用总金额不低于理赔总金额的概率概率至少为95%.解：设为损失变量，则理赔变量为另设安全附加费率为0，则保险费用
13、总额为，按题意有将标准化处理有按照题意以及中心极限定理，可知理赔总金额的分布能用正态分布来近似,即因为令,有故而安全附加费为:中心极限定理在商业营销中的应用商业营销也是一个需要用到概率统计知识的领域.对大量的数据进行统计分析,判断市场形势,进而做出最优的决策.这就是中心极限定理在商业营销中的重要作用.例设有某一汽车销售点,其每天售出的汽车数目服从参数为的泊松分布，若其每天的销量之间是相互独立的，这样按照一年365天,每天都经营汽车销售的话，求其能以多大的概率一年售出至少700辆汽车.解：设第天出售的汽车的数量为，则一年的总销量为由，有利用两个常用的中心极限定理可得由此例,我们可以看到,中心极限
14、定理揭示了连续随机变量与离散随机变量的内在关系,即离散随机变量的极限分布是正态分布.当然，中心极限定理不仅具有其生活实际的使用价值，对于解决纯理论的数学问题，证明数学等式也有其独到的使用价值，以下就是一个用中心极限定理证明极限等式的典型例证.中心极限定理在理论数学方面的应用中心极限定理对纯数学问题的证明与解答等也能起到特定的作用.例利用中心极限定理的方法证明证明：设为独立同分布的随机变量序列，它们均服从以为参数的泊松分布，分布律为那么，由泊松分布的可加性，我们可知，服从为参数的泊松分布，并且,.于是由独立同分布的中心极限定理可知2.2中心极限定理解参数问题中心极限定理在军事方面的应用炮弹、火箭
15、发射过程中会受到各种各样不可预料因素的影响，这些因素非常之多,然而这却又几乎无法单独预估，但是如果放任不管，一丝一毫的差错都将可能会造成灾难性的后果.而为了有效控制这些因素的影响,就需要使用到中心极限定理.例请用中心极限定理说明在正常的射击情况下炮弹的射程分布是或者近似于正态分布.解：设理论射程为，实际射程，那么为实际射程相对于理论射程的偏差为，显然有，故只需要证明.在实际的射击中，由于存在着非常多的不可控制、不断变化的随机因素在造成影响，因而造成了实际射程相对于理论射程存在偏差的结果，若由炮身振动引起的射击偏差为；由炮弹外形差异引起的射击偏差为；由炮弹内部火药成分差异引起的射击偏差为；由射击时气流的差异引起的射击偏差为，.显然有.由于实际上这些影响射程的因素是非常大量的，故而这
