# 公平Bernoulli平均的Chebyshev尾端

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derivation-mko-weak-law-large-numbers-01 · ocme-new142-reader-adoption-20261021



## 目標與範圍

由全序列IID前提導出WLLN。

有限variance版弱大數律；只證依機率收斂。





## 已知條件與符號


- work


- G1 — 在一個已給定機率空間上，(X_i)_{i≥1}為無限IID序列，對任意有限不同indices的joint law都因子分解為Bernoulli(1/2)的乘積。此為全序列前提，不從有限資料估出。


- bar X_n — n項樣本平均
- N — epsilon-delta尾端起點





## 規則與來源


- mko_definition · cited — 限明示IID通用證書、共同有限mean mu與variance sigma squared。independence先給Var(sample mean)=sigma squared/n，再用exact Chebyshev epsilon-delta tail證依機率收斂；有限模擬不足。 · mko-weak-law-large-numbers
- work · prerequisite — 假設Chebyshev、期望線性與variance加法含covariance；獨立的有限二次矩變數covariance零。依機率收斂表示任意epsilon>0、delta>0皆有N，使所有n≥N的偏差機率P(|Y_n-Y|>epsilon)<delta。





## 逐步主鏈

S01 · implies操作前

P(X_i=0)=P(X_i=1)=1/2

操作後

\mu=1/2,\quad E[X_i^2]=1/2

條件：無

規則：work · 依賴：G1, work

葉節點依據：work

共同邊際law完整給出一階與二階矩。



S02 · implies操作前

\sigma^2=E[X_i^2]-\mu^2

操作後

\sigma^2=1/2-1/4=1/4

條件：無

規則：work · 依賴：G1, S01, work

葉節點依據：work

共同variance嚴格有限。



S03 · implies操作前

\bar X_n=\frac1n\sum_{i=1}^nX_i

操作後

E[\bar X_n]=\frac1n\sum_{i=1}^n\mu=1/2

條件：無

規則：work · 依賴：G1, S02, work

葉節點依據：work

線性期望不需獨立即可保留mean。



S04 · implies操作前

i\ne j,\quad E[X_iX_j]=E[X_i]E[X_j]

操作後

\operatorname{Cov}(X_i,X_j)=0

條件：無

規則：work · 依賴：G1, S03, work

葉節點依據：work

IID的獨立性在這一步消掉所有cross covariances。



S05 · implies操作前

\operatorname{Var}(\bar X_n)=n^{-2}\sum_{i=1}^n\operatorname{Var}(X_i)

操作後

\operatorname{Var}(\bar X_n)=1/(4n)

條件：無

規則：work · 依賴：G1, S04, work

葉節點依據：work

全部cross terms零，n項variance再除n平方。



S06 · implies操作前

\varepsilon>0

操作後

P(|\bar X_n-1/2|>\varepsilon)\le\frac1{4n\varepsilon^2}

條件：無

規則：work · 依賴：G1, S05, work

葉節點依據：work

Chebyshev的≥事件包含嚴格>事件，故同一上界可用。



S07 · implies操作前

\varepsilon,\delta>0,\quad N=\lfloor1/(4\varepsilon^2\delta)\rfloor+1

操作後

n\ge N\implies P(|\bar X_n-1/2|>\varepsilon)<\delta

條件：無

規則：work · 依賴：G1, S06, work

葉節點依據：work

明示N嚴格大於臨界值，控制全部尾端。



S08 · implies操作前

\forall\varepsilon,\delta>0\ \exists N\ \forall n\ge N

操作後

\bar X_n\xrightarrow{P}1/2

條件：無

規則：work · 依賴：G1, S07, work

葉節點依據：work

這是依機率收斂定義，完成有限variance WLLN例證。







## 局部子步與引理

本稿無局部子步。





## 逐步反向審查


- S08 · premise_audit · G1, S07, work — 不是a.s.收斂證明或有限n常態等式。
- S07 · premise_audit · G1, S06, work — epsilon與delta先任取，N可依它們改變。
- S06 · premise_audit · G1, S05, work — epsilon必須正且每個mean、variance來自同一n。
- S05 · premise_audit · G1, S04, work — 不能把分母n平方漏成n。
- S04 · premise_audit · G1, S03, work — 同分布本身不保證此式。
- S03 · premise_audit · G1, S02, work — 分母n必須正，取n≥1。
- S02 · premise_audit · G1, S01, work — 此定理可容許零variance，本例則為1/4。
- S01 · premise_audit · G1, work — i任意，非只對X1成立。





## 錯誤控制與反例

獨立用途只在cross covariance消去時使用，不把同分布當獨立。

嚴格尾端N取floor臨界值加一，確保<delta。


- 相同邊際即可消covariance。 → reject — 仍需要獨立；完全相同的重複變數不會平均掉variance。
- 弱律證所有路徑收斂。 → reject — 此處結論是依機率而非逐路徑。
- 有限樣本像IID就足夠。 → reject — 所用前提涵蓋整個無限序列。





## 結論與限制

在宣告無限IID前提下，樣本平均依機率收斂到1/2。







## 驗證及來源綁定

2 個本稿宣告算術檢查；只支持所列算式。


- source commit: b1b2f1dcf8c50d67a93fe52d95f8eef7b3abba9f
- adopted source SHA-256: f11fbf0a78e4a6b10cda16b42c750644f96091f304633ea15fc9094c72cf48df
- original source SHA-256: c8293d0ee67c4f711dcf6c7b3075e1f23785264166b0253188eec000c08fc602
- Lean: NOT_RUN · independent AI: SCOPED_LEAD_AND_BILINGUAL_CONTEXT_REVIEW

[同源完整 JSON（含公式、AST、反控制與修訂記錄）](https://ocme.evemisslab.com/data/derivations/coverage-20261021/guides/derivation-mko-weak-law-large-numbers-01.json)




