Untuk dependensi sisi-langkah yang timbul ketika kami mempertimbangkan varians sampel, kami menulis
(n−1)s2=∑i=1n((Xi−μ)−(x¯−μ))2
=∑i=1n(Xi−μ)2−2∑i=1n((Xi−μ)(x¯−μ))+∑i=1n(x¯−μ)2
dan setelah sedikit manipulasi,
=∑i=1n(Xi−μ)2−n(x¯−μ)2
Karena itu
n−−√(s2−σ2)=n−−√n−1∑i=1n(Xi−μ)2−n−−√σ2−n−−√n−1n(x¯−μ)2
Memanipulasi,
n−−√(s2−σ2)=n−−√n−1∑i=1n(Xi−μ)2−n−−√n−1n−1σ2−nn−1n−−√(x¯−μ)2
=nn−−√n−11n∑i=1n(Xi−μ)2−n−−√n−1n−1σ2−nn−1n−−√(x¯−μ)2
=nn−1[n−−√(1n∑i=1n(Xi−μ)2−σ2)]+n−−√n−1σ2−nn−1n−−√(x¯−μ)2
Istilah menjadi kesatuan tanpa gejala. Istilah √n/(n−1)bersifat determinitik dan menjadi nol sebagain→∞.n√n−1σ2n→∞
Kami juga punya . Komponen pertama menyatu dalam distribusi ke Normal, konvergen kedua dalam probabilitas ke nol. Kemudian oleh teorema Slutsky produk konvergen dalam probabilitas ke nol,n−−√(x¯−μ)2=[n−−√(x¯−μ)]⋅(x¯−μ)
n−−√(x¯−μ)2→p0
Kita dibiarkan dengan istilah itu
[n−−√(1n∑i=1n(Xi−μ)2−σ2)]
Diperingatkan oleh contoh mematikan yang ditawarkan oleh @whuber dalam komentar atas jawaban ini , kami ingin memastikan bahwa tidak konstan. Whuber menunjukkan bahwa jika X i adalah Bernoulli ( 1 / 2 ) maka kuantitas ini adalah konstan. Jadi tidak termasuk variabel yang ini terjadi (mungkin lain dikotomis, bukan hanya 0 / 1 biner?), Untuk sisa kita memiliki(Xi−μ)2Xi(1/2)0/1
E(Xi−μ)2=σ2,Var[(Xi−μ)2]=μ4−σ4
and so the term under investigation is a usual subject matter of the classical Central Limit Theorem, and
n−−√(s2−σ2)→dN(0,μ4−σ4)
Note: the above result of course holds also for normally distributed samples -but in this last case we have also available a finite-sample chi-square distributional result.