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Zufallszahlen

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Diskrepanz

Der Zusammenhang mit dem Begriff der Gleichverteilung wird durch den folgenden Satz hergestellt ([19], Chapter 2, Corollary 1.1):

Kriterium

Die Folge \((x_n)_{n\ge 1}\) ist gleichverteilt modulo \(1\) genau dann, wenn

\begin{equation*}   \lim\limits_{N\to\infty} D_N^\ast(x_1,...,x_N)=0. \end{equation*}

Das ist insofern überraschend, als \(\lim_{N\to\infty} D_N^\ast = 0\) eine viel stärkere Aussage zu sein scheint; sie besagt ja, daß die Konvergenz

\begin{equation*}   \frac{1}{N}\,\,\#\biggl\lbrace 1\le n\le N\,\Big| \,{x_n}\in[a,b)\biggr\rbrace \to b-a \end{equation*}

in \(a\) und \(b\) gleichmäßig ist.

Deutung

Die Geschwindigkeit, mit der \((D_N^\ast)_{N\ge 1}\) gegen \(0\) konvergiert, ist ein Maß dafür, wie gut Anfangsstücke der Folge \((x_n)_{n\ge 1}\) die Gleichverteilung approximieren.

Aus der Definition folgt sofort die untere Abschätzung

\begin{equation} \label{10}   D_N^\ast \ge \frac{1}{2N} \end{equation} (3)

([19], Chapter 2, Theorem 1.2 und 1.3).