大数の法則とは、試行回数を増やすと、結果の平均が「真の期待値」に近づくという法則です。
サイコロの目の期待値(真の平均)は3.5です。試行回数を増やすほど、平均値が3.5に近づくことを確認してみましょう。
中心極限定理とは、独立した確率変数の和(または平均)は、試行回数が増えるほど正規分布に近づくという法則です。
2個のサイコロを振って合計を求める実験を繰り返し、その分布を観察しましょう。試行回数が増えるほど、分布が正規分布に近づきます。
大数の法則と中心極限定理は以下のような関係があります:
つまり、大数の法則は「値そのもの」の収束を扱い、中心極限定理は「分布の形状」の収束を扱っています。