7.2.1. Закон больших чисел.
Пусть
— последовательность независимых и одинаково распределенных случайных величин. Если среднее значение
существует, то среднее арифметическое случайных величин
по
неограниченного роста числа слагаемых (т. е. при
) сходится по вероятности к этому теоретическому среднему значению а, т.е. для любых сколь угодно малых положительных величин
наступает такой «момент»
начиная с которого (т. е. при всех
) будет справедливо неравенство
Доказательство этого утверждения не вызывает затруднений, если дополнительно потребовать существования конечной дисперсии случайных слагаемых
, т. е. существования
. Действительно, в этом случае для доказательства (7.3) достаточно воспользоваться неравенством Чебышева (7.2) применительно к случайной величине
. Легко подсчитываются
, и, следовательно, в соответствии с (7.2)
Выбрав
мы, как легко видеть, обеспечим выполнение (7.3) при любых заданных значениях
.
Доказательство (7.3) в общем случае можно найти, например, в [831.
В качестве следствия закона больших чисел рассмотрим следующий важный результат, объясняющий эффект устойчивости относительных частот.