工程硕士研究生随机过程复习题
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丄20 25 1. 设｛2V(r)J>0｝是一更新过程，已知P ｛X. =1｝ = 1/3, P ｛X i =2｝ = 2/3,则 P ｛N(3) = 2｝=§ 2.若Markov 链只存在一个类，则称它是不可约的，若状态同属一类,则d ① 与d(j)的大小关系d ⑴=d(j) (<,>,=)丄 423.设Markov 链的状态空间S = (1,2,3),转移矩阵P=-4..设｛B(f),宀 0｝是标准 Brown 运动，则 P(B(2)<0) = |.题目：X(/) = sin",U ~U[0,2刃.试判断X(/)为宽平稳还是严平稳过程.解：EX (t) = E(sin Ut) - ~ sin utdu = 01 ® 1= E(sinUtsinUs) = 一 I ——[cos+ 51) - cos u(t - s)]du2龙力 21 —,t = s =<2 0,心s故｛X(t)｝为宽平稳过程。
又sinU 与sin2U 的分布函数不同，故｛X (t)｝不是严平稳的 题目：MaMov 链的状态空间S = {1,2,3,4}，—步转移概率矩阵‘％0 o '1 0 0 0 0 % % 0%0 丿试对其状态进行分类，确定哪些是常返态,并确定其周期解：1.由转移概率矩阵知：10 2,并且有3 ^2,2^3； 4 T 2,2/4； 4宀3,3“4;故状态空间可以分为：S = {1,2}U ⑶U{4}.2.由转移概率矩阵知：几〉0(心1,2),所以状态1和2都是非周期的，又10 2故状态2也是非周期的.从状态4出发不可能返回到状态4,即集合{zz:z/>l,/^>0}为空集，故状态4的周期无穷大./11=z/H ,,=/H n +/r+/1<13,+-+/r+-n=l=i + 1 +0+---+0+•••2 2=1所以状态1为常返态，又1^-2,故2是常返态. ......... 4分+8f— f（"）= f ⑴ + f ⑵f ⑶+ …丿33 厶丿33 丿33 丁丿33 丁丿33 丁n-12=—+ 0 + 0 +•••3 厶13所以状态3为非常返态.+00f— N' f（"）—f ⑴ + f ⑵+ …J 44 丿44 J 44 ' J 44 ~n=l= 0 + 0 —=0<1故状态3也是非常返态.题目：将两个红球4个白球分别放入甲乙两个盒子中.每次从两个盒子中各取一球交换，以X(“)记第n次交换后甲盒中的红球数.1.说明｛X(n),n> 0｝是一Markov链并求转移矩阵P ；2.试证(X(n), n = 0,1,2, •••｝是遍历的；3.求它的极限分布.解：1.设X(“)为"次交换后甲盒中的红球数，则易见｛X(“)｝是马尔可夫链，状态空间为S =｛0,1,2｝；n 1 02 2转移矩阵为p = 3 4 18 8 80 1 0丿2.山于5 = ｛0,1,2｝有限，且S中状态互通，即不可约的，故｛X(")｝是正常返的，又状态1为非周期的，故1是遍历的，所以｛X®)｝是遍历链.题目：> 0｝为标准Brow”运动，验证｛X(/) = (1 -^―)｝, 0 V / V1｝是Brow”桥.1-t解：因为E[X(t)] = (l-t)E B(—) -01 — t皿⑴］n咕)")吩所以｛X(/)｝是Gauss过程，均值为零，协方差为5(1-0 ,即为Brown。
(完整版)随机过程题库1
随机过程综合练习题一、填空题(每空3 分)第一章1．X1,X2, X n是独立同分布的随机变量，X i 的特征函数为g(t)，则X1 X2 X n 的特征函数是。
2．E E(X Y) 。
3．X 的特征函数为g(t)，Y aX b，则Y的特征函数为。
4．条件期望E(X Y)是的函数，(是or不是)随机变量。
5．X1,X2, X n是独立同分布的随机变量，X i 的特征函数为g i(t)，则X1 X 2 X n 的特征函数是。
6．n 维正态分布中各分量的相互独立性和不相关性。
第二章7．宽平稳过程是指协方差函数只与有关。
8．在独立重复试验中，若每次试验时事件 A 发生的概率为p(0 p 1)，以X(n)记进行到n次试验为止 A 发生的次数，则｛X(n),n 0,1,2, ｝是过程。
9．正交增量过程满足的条件是。
10．正交增量过程的协方差函数C X (s,t) 。
第三章11．｛X(t), t ≥0｝为具有参数0 的齐次泊松过程，其均值函数为；方差函数为。
12．设到达某路口的绿、黑、灰色的汽车的到达率分别为1， 2 ，3且均为泊松过程，它们相互独立，若把这些汽车合并成单个输出过程(假定无长度、无延时)，相邻绿色汽车之间的不同到达时间间隔的概率密度是，汽车之间的不同到达时刻间隔的概率密度是。
13．｛X(t), t ≥0｝为具有参数0的齐次泊松过程，( t)n e n! 14．n15．240000 16．复合；17．71 4eP X(t s) X(s) n14．设{X(t), t ≥0} 是具有参数0的泊松过程，泊松过程第n 次到达时间W n的数学期望15．在保险的索赔模型中，设索赔要求以平均 2 次/月的速率的泊松过程到达保险公司．若每次赔付金额是均值为10000 元的正态分布，求一年中保险公司的平均赔付金额。
16．到达某汽车总站的客车数是一泊松过程，每辆客车内乘客数是一随机变量．设各客车内乘客数独立同分布，且各辆车乘客数与车辆数N(t) 相互独立，则在[0 ，t]内到达汽车总站的乘客总数是(复合or 非齐次)泊松过程．17．设顾客以每分钟 2 人的速率到达，顾客流为泊松流，求在2min 内到达的顾客不超过 3 人的概率是．第四章18．无限制随机游动各状态的周期是。
(完整)随机过程复习试题及答案,推荐文档
2.设{X (t ),t ≥0}是独立增量过程, 且X (0)=0, 证明{X (t ),t ≥0}是一个马尔科夫过程。
证明：当12n 0t t t t <<<<<L 时，1122n n P(X(t)x X(t )=x ,X(t )=x ,X(t )=x )≤L =n n 1122n n P(X(t)-X(t )x-x X(t )-X(0)=x ,X(t )-X(0)=x ,X(t )-X(0)=x )≤L =n n P(X(t)-X(t )x-x )≤，又因为n n P(X(t)x X(t )=x )=≤n n n n P(X(t)-X(t )x-x X(t )=x )≤= n n P(X(t)-X(t )x-x )≤，故1122n n P(X(t)x X(t )=x ,X(t )=x ,X(t )=x )≤L =n n P(X(t)x X(t )=x )≤3.设{}n X ,n 0≥为马尔科夫链，状态空间为I ，则对任意整数n 0,1<n l ≥≤和i,j I ∈，n 步转移概率(n)()(n-)ij ik kjk Ip p pl l ∈=∑ ，称此式为切普曼—科尔莫哥洛夫方程，证明并说明其意义。
证明：{}(n)ij k IP P X(n)=j X(0)=i P X(n)=j,X(l)=k X(0)=i ∈⎧⎫==⎨⎬⎩⎭U ={}k I P X(n)=j,X(l)=k X(0)=i ∈∑ ={}{}k IP X(l)=k X(0)=i P X(n)=j X(l)=k,X(0)=i ∈∑g =(l)(n-l)ik kjPP ∑，其意义为n 步转移概率可以用较低步数的转移概率来表示。
4.设{}N(t),t 0≥是强度为λ的泊松过程，{}k Y ,k=1,2,L 是一列独立同分布随机变量，且与{}N(t),t 0≥独立，令N(t)k k=1X(t)=Y ,t 0≥∑，证明：若21E(Y <)∞，则[]{}1E X(t)tE Y λ=。
随机过程复习题2的答案
随机过程复习题2的答案1. 定义：随机过程是定义在概率空间上的随机变量序列，这些随机变量随时间或空间的变化而变化。
2. 分类：- 离散时间随机过程：随机变量序列的索引是离散的，例如整数序列。
- 连续时间随机过程：随机变量序列的索引是连续的，例如时间序列。
3. 基本特征：- 概率分布：描述随机过程在任意时刻的状态分布。
- 联合分布：描述随机过程在多个时刻的状态分布。
4. 重要随机过程：- 泊松过程：描述在固定时间或空间内随机事件发生的次数。
- 布朗运动（Wiener过程）：连续时间随机过程，具有独立增量和正态分布的增量。
5. 随机过程的数学描述：- 随机变量函数：每个时刻的随机变量可以看作是时间的函数。
- 样本路径：随机过程在特定样本空间中的实现。
6. 随机过程的性质：- 平稳性：如果随机过程的统计特性不随时间变化，则称其为平稳的。
- 遍历性：如果随机过程在足够长的时间后，其统计特性与初始状态无关，则称其具有遍历性。
7. 随机过程的应用：- 信号处理：分析和处理信号中的随机成分。
- 金融数学：模拟股票价格的变动。
8. 随机过程的数学工具：- 期望：随机过程在某一时刻的期望值。
- 方差：随机过程在某一时刻的方差，衡量其波动大小。
- 协方差和相关系数：描述不同时刻随机变量之间的关系。
9. 随机过程的极限定理：- 大数定律：随着时间的增长，随机过程的样本均值趋于其期望值。
- 中心极限定理：在一定条件下，随机过程的和趋于正态分布。
10. 随机过程的模拟：- 使用计算机模拟随机过程，例如通过生成随机数来模拟泊松过程或布朗运动。
结束语：随机过程是理解现实世界中不确定性现象的重要工具。
通过对随机过程的学习，我们能够更好地分析和预测各种随机现象，为科学研究和工程实践提供理论支持。
随机过程习题及部分解答【直接打印】
随机过程习题及部分解答习题一1. 若随机过程()(),X t X t At t =-∞<<+∞为，式中A 为（0，1）上均匀分布的随机变量，求X (t )的一维概率密度(;)X P x t 。
2. 设随机过程()cos(),X t A t t R ωθ=+∈，其中振幅A 及角频率ω均为常数，相位θ是在[,]ππ-上服从均匀分布的随机变量，求X (t )的一维分布。
习题二1. 若随机过程X (t )为X (t )=At t -∞<<+∞，式中A 为（0,1）上均匀分布的随机变量，求12[()],(,)X E X t R t t2. 给定一随机过程X (t )和常数a ，试以X (t )的相关函数表示随机过程()()()Y t X t a X t =+-的自相关函数。
3. 已知随机过程X (t )的均值M X (t )和协方差函数12(,),()X C i t t ϕ是普通函数，试求随机过程()()()Y t X t t ϕ=+是普通函数，试求随机过程()()()Y t X t t ϕ=+的均值和协方差函数。
4. 设()cos sin X t A at B at =+，其中A ，B 是相互独立且服从同一高斯（正态）分布2(0,)N σ的随机变量，a 为常数，试求X (t )的值与相关函数。
习题三1. 试证3.1节均方收敛的性质。
2. 证明：若(),;(),X t t T Y t t T ∈∈均方可微，a ,b 为任意常数，则()()aX t bY t +也是均方可微，且有[()()]()()aX t bY t aX t bY t '''+=+3. 证明：若(),X t t T ∈均方可微，()f t 是普通的可微函数，则()()f t X t 均方可微且[()()]()()()()f t X t f t X t f t X t '''=+4. 证明：设()[,]X t a b 在上均方可微，且()[,]X t a b '在上均方连续，则有()()()b aX t dt X b X a '=-⎰5. 证明，设(),[,];(),[,]X t t T a b Y t t T a b ∈=∈=为两个随机过程，且在T 上均方可积，αβ和为常数，则有[()()]()()b b baaaX t Y t dt X t dt Y t dt αβαβ+=+⎰⎰⎰()()(),b c baacaX t dt X t dt X t dt a c b =+⎰⎰⎰≤≤6. 求随机微分方程()()()[0,](0)0X t aX t Y t t X '+=∈+∞⎧⎨=⎩的()X t 数学期望[()]E X t 。
工程随机过程(研究生)2013-1试卷(讲解用)
Page 1 of 2河海大学2012—2013学年第一学期硕士研究生《工程随机过程》试卷考试时间：2013年1月8日姓名专业学号成绩一、(本题满分12分) （1）已知随机变量X 服从参数为λ的Poisson 分布，即)(~λP X ，求X 的特征函数；（2）若n X X X ,,,21 相互独立，且n i P X i i ,,2,1),(~ =λ，利用特征函数求n X X X Y +++= 21的分布。
二、（本题满分10分）设{X n , n ∈T }为齐次马尔可夫链，其状态空间为E ={1,2,3,4}，一步转移概率矩阵为⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=12/5/31/6112/13/15/25/115/16/13/13/16/14/18/3/4181/P 求（1）3}|3,1,3,4,3,2{0654321=======X X X X X X X P ；（2）}4|3{2==+n n X X P 。
三、（本题满分10分）袋中放有一只白球，两只红球，每隔单位时间从袋中任取一球，取后放回， 对每一个确定的t 对应随机变量⎩⎨⎧=时取得白球如果，时取得红球如果t t t t t X 2,cos )(π 试求一维分布函数)21;(x F 和)1;(x F 。
四、(本题满分10分) 设马氏链}0{≥n X n ，的状态空间为}3,2,1,0{=E ，其一步转移概率矩阵为⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=4.04.02.001.06.025.005.01.02.05.02.001.04.05.0P 试问此链是否具有遍历性？若有请求其平稳分布。
五、（本题满分14分）试判断下列线性模型哪些是平稳的，哪些是可逆的？并求其自相关函数。
（1）21.20.70---+=t t t t a a a X ； （2）t t t t a X X X =+---21.20.50（54321,,,,ρρρρρ）。
六、（本题满分12分）某商场为调查顾客到来的客源情况，考察了男女顾客来商场的人数。
随机过程复习题答案
随机过程复习题答案
1. 随机过程的定义是什么？
答：随机过程是一组随机变量的集合，这些随机变量是时间或空间的函数，用来描述系统随时间或空间的演变。
2. 什么是马尔可夫链？
答：马尔可夫链是一种随机过程，其中未来状态的概率分布仅依赖于当前状态，而与之前的状态无关。
3. 描述随机游走的特点。
答：随机游走是一种马尔可夫过程，其中每一步移动到相邻状态的概率是固定的，并且每一步都是独立的。
4. 什么是平稳过程？
答：平稳过程是指其统计特性不随时间变化的过程，即过程的均值、方差和自相关函数不随时间变化。
5. 如何定义一个过程的遍历性质？
答：一个过程的遍历性质是指该过程的样本函数的统计特性与该过程的总体统计特性相一致。
6. 什么是鞅？
答：鞅是一种随机过程，其中给定当前和过去信息，未来某个时间点的期望值等于当前的值。
7. 描述泊松过程的基本性质。
答：泊松过程是一种计数过程，具有独立增量、平稳增量和泊松分布的到达时间间隔等基本性质。
8. 什么是布朗运动？
答：布朗运动是一种连续时间随机过程，其增量服从正态分布，且具有独立性和平稳性。
9. 如何确定一个过程是否是高斯过程？
答：如果一个过程的所有有限维分布都是多元正态分布，则该过程是高斯过程。
10. 什么是随机过程的谱分析？
答：随机过程的谱分析是研究过程功率谱密度的方法，它描述了过程在不同频率上的功率分布。
随机过程试题及答案
随机过程试题及答案一、选择题1. 随机过程是研究什么的对象？A. 确定性系统B. 随机性系统C. 静态系统D. 动态系统答案：B2. 下列哪项不是随机过程的特点？A. 可预测性B. 随机性C. 连续性D. 状态的不确定性答案：A3. 随机过程的数学描述通常使用什么？A. 概率分布B. 微分方程C. 差分方程D. 以上都是答案：A4. 马尔可夫链是具有什么特性的随机过程？A. 独立性B. 无记忆性C. 均匀性D. 周期性答案：B5. 以下哪个是随机过程的数学工具？A. 傅里叶变换B. 拉普拉斯变换C. 特征函数D. 以上都是答案：D二、简答题1. 简述什么是随机过程的遍历性。
答：遍历性是随机过程的一种特性，指的是在足够长的时间内，随机过程的统计特性不随时间变化而变化，即时间平均与遍历平均相等。
2. 解释什么是泊松过程，并给出其主要特征。
答：泊松过程是一种计数过程，它描述了在固定时间或空间内随机发生的事件次数。
其主要特征包括：事件在时间或空间上独立发生，事件的发生具有均匀性，且在任意小的时间段内，事件发生的概率与该时间段的长度成正比。
三、计算题1. 假设有一个泊松过程，其平均事件发生率为λ。
计算在时间间隔[0, t]内恰好发生n次事件的概率。
答：在时间间隔[0, t]内恰好发生n次事件的概率由泊松分布给出，公式为：\[ P(N(t) = n) = \frac{e^{-\lambda t} (\lambda t)^n}{n!} \]2. 考虑一个具有两个状态的马尔可夫链，其状态转移概率矩阵为：\[ P = \begin{bmatrix}p_{11} & p_{12} \\p_{21} & p_{22}\end{bmatrix} \]如果初始时刻在状态1的概率为1，求在第k步时处于状态1的概率。
答：在第k步时处于状态1的概率可以通过马尔可夫链的状态转移矩阵的k次幂来计算，即：\[ P_{11}^{(k)} = p_{11}^k + p_{12} p_{21} (p_{11}^{k-1} + p_{12} p_{21}^{k-2} + \ldots) \]四、论述题1. 论述随机过程在信号处理中的应用及其重要性。
随机过程复习题二及其答案
随机过程复习题二及其答案一、选择题1. 随机过程的定义是什么？A. 一系列随机变量的集合B. 一系列确定变量的集合C. 一个随机变量D. 一个确定变量2. 什么是马尔可夫链？A. 一个具有时间序列的随机过程B. 一个具有空间序列的随机过程C. 一个具有独立同分布的随机过程D. 一个具有时间依赖性的随机过程3. 随机过程的期望值定义为：A. \( E[X(t)] \)B. \( E[X] \)C. \( \int_{-\infty}^{\infty} x f(x,t) \, dx \)D. \( \sum_{i=1}^{\infty} x_i p_i \)4. 以下哪个不是随机过程的属性？A. 期望B. 方差C. 协方差D. 导数5. 什么是平稳随机过程？A. 随机过程的期望随时间变化B. 随机过程的方差随时间变化C. 随机过程的统计特性不随时间变化D. 随机过程的协方差随时间变化答案：1. A2. A3. A4. D5. C二、简答题1. 解释什么是遍历定理，并给出其在随机过程分析中的应用。
2. 描述什么是泊松过程，并解释其主要特点。
3. 简述什么是布朗运动，并解释其在金融领域中的应用。
三、计算题1. 给定一个随机过程 \( X(t) \)，其期望 \( E[X(t)] = t \)，方差 \( Var[X(t)] = t^2 \)，计算 \( E[X^2(t)] \)。
2. 假设一个马尔可夫链 \( \{X_n\} \) 有状态空间 \( S = \{1, 2, 3\} \)，转移概率矩阵 \( P \) 为：\[P = \begin{bmatrix}0.1 & 0.8 & 0.1 \\0.5 & 0.3 & 0.2 \\0.2 & 0.6 & 0.2\end{bmatrix}\]计算状态 1 在第 3 步的概率。
四、论述题1. 论述随机过程在信号处理中的应用，并举例说明。
随机过程试题及答案
随机过程试题及答案一、选择题1. 关于随机过程的描述，错误的是：A. 随机过程是一种由随机变量组成的集合B. 随机过程是一种在时间上有序排列的随机变量序列C. 随机过程可以是离散的，也可以是连续的D. 随机过程是一种确定性的数学模型答案：D2. 以下哪种过程不是随机过程？A. 白噪声过程B. 马尔可夫过程C. 布朗运动D. 正态分布答案：D3. 随机过程的一阶矩描述的是：A. 均值B. 方差C. 偏度D. 峰度答案：A4. 当随机过程的各个时间点上的随机变量是独立同分布时，该随机过程为：A. 马尔可夫过程B. 马尔可夫链C. 平稳随机过程D. 白噪声过程答案：B5. 下列关于马尔可夫过程的说法中，正确的是：A. 当前状态只与上一状态有关，与历史状态无关B. 当前状态只与历史状态有关，与上一状态无关C. 当前状态只与上一状态和历史状态有关D. 当前状态与所有历史状态均无关答案：A二、填空题1. 随机过程中，时域函数常用的表示方法是__________。
答案：概率分布函数或概率密度函数2. 马尔可夫过程的状态转移概率只与__________相关。
答案：当前状态和下一状态3. 随机过程的时间参数称为__________。
答案：时刻或时间点4. 白噪声过程的自相关函数是一个__________函数。
答案：冲激函数5. 平稳随机过程的自相关函数只与__________相关。
答案：时间差三、解答题1. 请简要解释随机过程的概念。
随机过程是一种由随机变量组成的集合，表示一个在时间上有序排列的随机变量序列。
它可以是离散的，也可以是连续的。
随机过程的描述通常包括概率分布函数或概率密度函数，以及相关的统计特征，如均值、方差等。
随机过程可以用于对随机现象进行建模和分析。
2. 请简要说明马尔可夫过程的特点及应用。
马尔可夫过程是一种具有马尔可夫性质的随机过程，即当前状态只与上一状态有关，与历史状态无关。
其状态转移概率只与当前状态和下一状态相关。
随机过程复习题(含答案)
随机过程复习题一、填空题：1．对于随机变量序列}{n X 和常数a ，若对于任意0>ε，有______}|{|lim =<-∞>-εa X P n n ，则称}{n X 依概率收敛于a 。
2．设}),({0≥t t X 是泊松过程，且对于任意012≥>t t ， ，则1592}6)5(,4)3(,2)1({-⨯⨯====e X X X P ,618}4)3(|6)5({-===e X X P1532623292!23!2)23(!23}2)3()5({}2)1()3({}2)0()1({}2)3()5(,2)1()3(,2)0()1({}6)5(,4)3(,2)1({----⨯⨯=⨯⨯⨯==-=-=-==-=-=-====e e e e X X P X X P X X P X X X X X X P X X X P66218!26}2)3()5({}4)3(|6)5({--===-===e e X X P X X P3．已知马尔可夫链的状态空间为},,{321=I ，初始分布为),,(412141，⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=43410313131043411)(P ，则167)2(12=P ，161}2,2,1{210====X X X P⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=4831481348436133616367164167165)1()2(2P P 167)2(12=P161314341}2|2{}1|2{}1{}2,1|2{}1|2{}1{}2,2,1{12010102010210=⨯⨯=================X X P X X P X P X X X P X X P X P X X X P4．强度λ的泊松过程的协方差函数),min(),(t s t s C λ= 5．已知平稳过程)(t X 的自相关函数为πττcos )(=X R ，)]()([)(πϖδπϖδπω-++=X S6. 对于平稳过程)(t X ，若)()()(ττX R t X t X >=+<，以概率1成立，则称)(t X 的自相关函数具有各态历经性。
随机过程试题(信息工程硕士09.10)
《随机过程》试题(注：试题解答请写在指定的答题册上，否则无效，题目不用抄写但必须标明题号)任课教师：1.简要说明什么是随机过程？举两个你在日常生活中遇到的随机过程问题。
2. 设X(t)=Ycos(θt)+Zsin(θt), t>0，且Y , Z 实的相互独立随机变量，EY=EZ=0，DY=DZ=σ2，试讨论随机过程{X(t), t>0}的平稳性。
3. 已知随机信号的自相关函数为00()cos(),0R a τωτω=>求其功率谱密度函数。
4. 设工地有一工程任务，工人到达工地人数服从参数为λ的Poisson 过程，求在t 时刻工人完成的总工程量的期望值。
5. 设{},0n Y n ≥是一随机序列，有一随机变量X ，E(|X|)<∞，令01(|,,,)n n X E X Y Y Y = ,则{},0n X n ≥关于{},0n Y n ≥是鞅。
6.什么是Brown 运动？说明Brown 运动是非平稳的随机过程。
7. 设Markov 链{Xn ，n ∈T }的状态空间为 I={0,1,2,…}，转移概率为00,10111,,,222i i i p p p i I +===∈，试求：（1）写出状态转移概率矩阵P ；（2）画出状态转移图；（3）说明状态0的常返性和周期性；（4）如何确定其他状态的常返性和周期性？8.甲有赌资a 元，乙有赌资b 元，赌一局输者给赢者1元，无和局。
甲赢的概率与乙赢的概率相等，求甲输光的概率。
9.设Markov 链的状态空间S 为有限集，证明：≠=<∞∀∈∑ij i j iq q (i I )。
10.简要说明Markov 过程是如何进行分类，Markov 过程的主要特点是什么？并指出Markov 过程与Brown 运动之间的关系。
2022级工程硕士研究生随机过程试卷
2022级工程硕士研究生随机过程试卷
1、什么是随机过程的状态？状态空间？（6分）
2、什么是Poion过程？其中参数的物理意义？（6分）
3、什么是马
尔可夫过程？什么是马尔可夫条件？（6分）
4、什么是随机信号的功率谱密度？它与自相关函数有什么关系？（6分）
5、什么是遍历性过程？（6分）
6、随机相位的正弦波过程：tAcot，其中振幅A为常数，角频
率取常数，相位是一个均匀分布于,间的随机变量。
（1）求该过程的
均值和相关函数；（10分）（2）判断（t）的广义平稳性。
（5分）（3）试计算它的时间平均值和时间相关函数；问该过程是否具有各
态历经
性？（10分）7、设随机过程teUt（t>0），其中随机变量U具有在
区间
（0，T）中的均匀分布。
试求随机过程（t）的数学期望和自相关函数。
（15分）8、马氏链的一步转移概率矩阵为：
121p401202203423（1）画出该过程的状态传递图并说明其状态是常
返态还是非常返态；（10分）（2）求出极限分布。
（10分）
9、说明如何利用相关法对混有噪声的弱周期信号进行检测？（10分）
共1页第1页。
研究生《随机过程》考试题
随机过程考试题（2009）一，（12分）已知12,X X 为独立同指数分布(1)EXP 的随机变量。
（1） 证明12X X +与112X X X +独立；（2） 令112212,Y X X Y X X =+=-,求12,Y Y 的联合概率密度. 二，（10分）设随机变量X 的分布律为{}11,0,1,2,.2x P X x x +=== 令 (){}min ,,0,1,2,.X n X n n ==求随机过程(){},0X X n n =≥的一维分布律及均值函数. 三，（12分）设(){},0N N t t =≥的强度为0λ>的Possion 过程， （1） 证明：若0,1s t n <<≥，则()(){}1kn kk n s s P N s k N t n C t t -⎛⎫⎛⎫===- ⎪⎪⎝⎭⎝⎭（2） 设随机变量T 与N 相互独立，且{},0.tP T t et μ->=>证明：(){},0,1,2,.kP N t k k μμλμλμ⎛⎫===⎪++⎝⎭四，（12分）设Markov 链的状态空间{}1,2,3S =，初始分布(){}014,12,14π=，一步转移概率矩阵为11124411022010⎛⎫ ⎪ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭P 求：（1） 二步转移概率矩阵()2P（2） ()(){}22,42;P X X == （3） ()()321.E X X ⎡⎤=⎣⎦设Markov 链的状态空间{}1,2,3,4,5S =,一步转移概率矩阵为113001312140140000100010000001⎛⎫⎪ ⎪ ⎪= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭P（1） 画出状态转移图；（2） 指出哪些是非常返态？哪些是常返态？ （3） 求常返态的周期及平均回转时间； （4） 给出状态空间S 的分解。
六（12分）设(){},X t t -∞<<+∞是均方可导的平稳过程，其自相关函数为{}.X R τ令 ()(),dX t Y t t dt=-∞<<+∞（1） 求()Y t 的自相关函数（2） 问(){},Y t t -∞<<+∞是否为平稳过程？为什么？ 七，（12分）已知下列平稳过程X 的相关函数为{}.X R τ（相应地，谱密度()X S ω），求X 的谱密度（相应地，相关函数）： （1）{}()()4cos 3X R ecos ττπττ-=+（2）()()651,15150,15X S ωδωωωω⎧⎛⎫+-≤⎪ ⎪=⎨⎝⎭⎪>⎩（已知：()()()()11000cos ;12;fff f ωτπδωωδωωπδω---++⎡⎤⎣⎦ ()()()()10222200cos 0.f a f aaea aaτωτωωωω--+>-+++ ）八，（8分）设有二阶矩随机变量X 及普通实函数()()f t t -∞<<+∞，证明：若f 在0t t =点可导， 则()()00t t Xf t Xf t ='=⎡⎤⎣⎦设有如图所示的交通网络，流入的为图示强度的Possion 过程（假定各过程独立），而在交会处车辆按图示的概率选择行走方向（假定方向的选择也相互独立）.描述三个出口处的交通的情况.随即过程试题（2006）1， 已知()()123123123,06,,,0x x x x x x e f x x x others -++⎧<<<⎪=⎨⎪⎩112213323,22,y x y x x y x x ==-=-求： （1）123,,y y y 的概率密度（2）1Ey ,1Dy2，设X 的均值函数为()X m t ，自相关函数为()12,X R t t ，用()X m t 和()12,X R t t 来表示()()(),,X X X D t C t t ϕ3，,X Y 两个随机变量均值函数和方差分别为,,,X Y X Y m m δδ,相关系数为ρ，设Z X t Y =+,求()(),Z Z m t R t4，一强度为λ的Passion 过程，求： （1）()(){}P x t m x j n ==（2）若(){}110P N e -==,求()()23E N N ⎡⎤⎣⎦（3或者5）5，设()h x 为平方可积函数。
随机过程试题及答案
随机过程试题及答案一、选择题（每题5分，共20分）1. 下列哪一项是随机过程的典型特征？A. 确定性B. 可预测性C. 无记忆性D. 独立增量性答案：D2. 马尔可夫链的哪一性质表明，系统的未来状态只依赖于当前状态，而与过去状态无关？A. 独立性B. 无记忆性C. 齐次性D. 可逆性答案：B3. 布朗运动是一个连续时间的随机过程，其增量具有什么性质？A. 独立性B. 正态分布C. 独立增量性D. 所有选项都正确答案：D4. 随机过程的平稳性指的是什么？A. 过程的分布随时间不变B. 过程的均值随时间不变C. 过程的方差随时间不变D. 过程的自相关函数随时间不变答案：A二、填空题（每题5分，共20分）1. 如果随机过程的任意时刻的分布函数不随时间变化，则称该随机过程是________。
答案：平稳的2. 随机过程的自相关函数R(t,s)表示在时刻t和时刻s的随机变量的________。
答案：相关性3. 随机游走过程是一类具有________性质的随机过程。
答案：独立增量4. 泊松过程是一种描述在固定时间间隔内随机事件发生次数的随机过程，其特点是事件的发生具有________。
答案：无记忆性三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述什么是马尔可夫过程，并给出其数学定义。
答案：马尔可夫过程是一种随机过程，其未来的状态只依赖于当前状态，而与过去状态无关。
数学上，如果对于任意的n，以及任意的时间序列t1, t2, ..., tn，满足P(Xt+1 = x | Xt = x_t, Xt-1 = x_t-1, ..., X1 = x_1) = P(Xt+1 = x | Xt = x_t)，则称随机过程{Xt}为马尔可夫过程。
2. 描述布朗运动的三个基本性质。
答案：布朗运动的三个基本性质包括：1) 布朗运动的增量是独立的；2) 布朗运动的增量服从正态分布；3) 布朗运动具有连续的样本路径。
3. 什么是平稳随机过程？请给出其数学定义。
随机过程复习题
随机过程复习题一、随机过程的数字特征及平稳性1、设随机过程Z (t ) =X sin t +Y cos t ，其中X 和Y 是相互独立的随机变量，它们都分别以2/3和1/3的概率取值-1和2，讨论Z(t)的平稳性。
2、设随机过程()Xt e t -=ξ （t >0），其中随机变量X 具有在区间（0，T ）中的均匀分布。
试求随机过程ξ（t ）的数学期望和自相关函数。
3、有随机过程{ξ(t )，-∞<t <∞}和{η(t )，-∞<t <∞}，设ξ(t )=A sin(ω t +Θ)，η(t )=B sin(ω t +Θ+φ), 其中A ，B ，ω，φ为实常数，Θ均匀分布于[0，2π]，试求R ξη(s ,t )4、设有随机过程{ξ(t )，-∞<t <∞}，ξ(t )=η cos t , 其中η为均匀分布于（0，1）间的随机变量，即()()112311212(a)=cos cos (b)C =cos cos 1212R t ,t t t t ,t t t ξξξξ试证：5、随机过程ξ(t )=sin(Ut )，其中U 是在[0，2π]上均匀分布的随机变量。
若t ∈T , 而T =[0，∞）, 试分析ξ（t ）的平稳性。
6、随机过程()()0=cos +t A t ξωθ；式中：A 、ω0是实常数；θ是具有均匀分布的随机变量：()2(0=20(f πθθπ⎧≤≤⎪⎨⎪⎩其他） 分析ξ(t )的平稳性。
7、随机过程ξ(t )=A cos(ωt +Φ )，-∞<t <+∞，其中A, ω,Φ 是相互统计独立的随机变量，E A =2, D A =4, ω 是在[-5, 5]上均匀分布的随机变量，Φ 是在[-π，π]上均匀分布的随机变量。
试分析ξ(t)的平稳性和各态历经性。
8、设(){}+∞<<∞-t t X ,的均值函数为m X (t )，协方差函数为C X (t )，而ϕ(t )是一个普通函数，令()()()t t X t Y ϕ+=，+∞<<∞-t ，试求(){}+∞<<∞-t t Y ,的均值函数和协方差函数。
工程硕士研究生随机过程复习题
工程硕士随机过程复习题1 设有随机过程)cos()(t A t X ⋅=ω, 其中∞<<t 0,ω为常数, A 是服从[1,2]上的均匀分布, 确定t 分别为ωπ和ωπ4时, 求随机变量)(t X 的概率密度. (12分)解 (1) 当t πω=时 ()c o s X t A Aπωω==- 而 ()A f x =112x ≤≤⎧⎨⎩其它所以, ()X t 的概率密度为:121()()0A A y f y f y --≤≤-⎧=-=⎨⎩其它(2) 当4t πω=时()c o s42X t A πωω==))*20A y y f ≤≤==⎪⎩其它2设随机过程At e t X -=)(，0>t ，其中A 是在区间（1，2）上服从均匀分布的随机变量，求随机变量)1(X 的一维概率密度函数)1;(x f 和一维分布函数)1;(x F 。
解 (1) 当1=t 时 AAtee t X --==)(而 ()A f x =112x ≤≤⎧⎨⎩其它所以, ()X t 的分布函数为:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤<<+≥=22/10/1/1,ln 2/1,1)1;(e x e x e x e x x F X (2) ⎪⎩⎪⎨⎧<<=ex e x x f X /1/1,/1,0)1;(2其他3设随机过程)cos()sin()(t B t A t X ⋅+⋅=ωω,其中∞<<t 0,ω为常数, A 和B 互不相关,2,0δ====DB DA EB EA , 求)(t X 均值函数和自相关函数. (12分)解：E t X E =)]([()cos()sin(t t ⋅+⋅ωηωξ)=)cos()sin(t E t E ⋅⋅+⋅⋅ωηωξ=0 由于ξ和η互不相关，0=⋅=ηξξηE E E 。
又222δηξ==E E因此)()(),(ττ+=+t X t EX t t Rωτδτωωητωωξcos )(sin )sin()(cos cos 222=+⋅⋅++⋅⋅=t t E t t E4 令)(t N ，∞<<∞-t 是参数为λ的泊松过程，计算)()(s t N t EN +。
研究生随机过程考试题及答案
R 0 2
由于二阶导数在=0 存在，故过程是均方可微的。
1 1 1 2 1 3 2 6 3 1 1 1 2 1 2 3 2 2 9 3 5 1 2 3 3 9 6 1 2 3 1
得：
8 9 6 , 2 , 3 23 23 23 8 9 即极限分布为： , , 23 23
所以具有平稳性。
1 t lim T 2T
T
T
A cost dt
T
T
lim
A sin T cos 0 m T
故均值具有各态历经性。
t t lim
lim A 2
2
1 T 2T A 2T
t t cos0 t , t ，其中0 是常数，为均
匀分布在[0,2]上的随机变量，且 t , t 与相 互独立， R()和 S()分别是 t , t 的相关函数 与功率谱密度，试证：
故为平稳过程
（2）
S e j R d e j
1 R cos 0 d 2
e
j
1 e R 2
j0
e j0 d 2
1 j 0 e R d e j 0 R d 4
硕士生《随机过程》考试题
1、 （10 分） 有随机过程{(t)， -<t<}和{(t)， -<t<}， 设(t)=A sin( t+)， (t)=B sin( t++), 其中 A， B，
随机过程第二章复习题及其解答基本概念
第二章1、随机过程若按状态空间与参数集分类可分为离散参数链，连续参数链，随机序列，随机过程四类.2、若｛X(t), teT｝是零均值的二阶矩过程，若对任意的tKtWtKs 则X(t)为正交增量过程的充分条件是E[X⑷-x fi][x(t4)-x(t3)J = 03、设随机过程X(t)=Y+Zt, t>0,其中Y, Z是相互独立的N (0,1) 随机变量，求｛ X(t), t>0｝的一维和二维概率密度族.解：由于X与Z是相互独立的正态随机变量，故其线性组合仍为正态随机变量，要计算｛X(t), t〉0｝的一、二维随机概率密度，只要计算数字特征叫(/)、D x (?)和Px (s, t)即可.iDx(t)=E (Y+Zt)=EY+tEZ=0, Dx (t)=D(Y+Zt)二DY+t'DZ 二1+F,B x(s, t)=EX(s)X(t)- m x(s) m3£(t)=E(Y+Zs) (Y+Zt)=l+st,t) _ 1 十st(PxG丿’瓦⑤叵貢血十旳(屮2)，故随机过程｛X(t), t>0｝的一、二维概率密度分别为I Y2ft(x)=7^?W xp｛-绪d'X* 2兀如旳二片讦 -eXP(令 [ 昙—2p j(】+：；；；+t2)+悬]｝，s,t>0,其中p = Px(s,t)4、设｛X(t), tMO｝是实正交增量过程，X(0)=0, V是标准正态随机变量，若对任意的tMO, X(t)与V相互独立，令Y(t)=X(t)+V,求随机过程(Y(t), tMO｝的协方差函数.解：依题意知EX(t)=O, EV=O, DV=1,所以EY (t) =E [X (t)+V] =EX (t) +EV=O,12)=E(X(ti)+V) (X(t2)+V)=E [X (tD X (t2)) ]+EV2= O \(min (t b t2)) +1.5、试证明维纳过程是正态过程。
哈尔滨工程大学硕士研究生随机过程测试第1页
哈尔滨工程大学理学院 化学危险物品安全监督管理办法页脚内容哈尔滨工程大学2013级硕士研究生随机过程第一次测试1、已知随机过程)(t X ，x 是任一实数，定义另一个随机过程⎩⎨⎧>≤=xt X xt X t Y )(,0)(,1)( 试求：)(t Y 的均值和自相关函数。
解：均值为：[]()1{()1}0{()0}E Y t P Y t P Y t =⨯=+⨯={()}P X t x =≤(;)X F x t =相关函数为：[]1212(,)()()Y R t t E Y t Y t =1221{()1,()1}0{()0,()0}P Y t Y t P Y t Y t =⨯==+⨯== 1122{(),()}P X t x X t x =≤≤1212(,;,)X F x x t t =2、随机过程00()cos sin X t A t B t ωω=+，其中0ω为常数，A 、B 均为高斯变量，并且[][]0E A E B ==，222[][]E A E B σ==。
（1） 若A 、B 相互独立，判断该过程是否宽平稳、是否严平稳。
（2） 若A 、B 相互独立，求(0)X 和(1)X 的一维概率密度。
（3） 若A 、B 正交，判断该过程是否宽平稳、是否严平稳。
解：（1）]sin []cos []sin cos [)]([t B E t A E t B t A E t X E ωωωω+=+=t B E t A E ωωsin ][cos ][+=0= （0][][==B E A E ）)]sin cos )(sin cos [()]()([),(22112121t B t A t B t A E t X t X E t t R X ωωωω++==]sin sin cos sin sin cos cos cos [2122121212t t B t t AB t t AB t t A E ωωωωωωωω+++=2121221212[]cos cos [][]cos sin [][]sin cos []sin sin E A t t E A E B t t E A E B t t E B t t ωωωωωωωω=+++212212sin sin ][cos cos ][t t B E t t A E ωωωω+= （22])[(][][X E X D X E +=）)(cos 122t t -=ωσ)(cos 2τωσ= （12t t -=τ）22[()](0)X X D X t R m σ=-=可见()X t 是宽平稳随机过程。
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工程硕士随机过程复习题
1设有随机过程)cos()(t A t X ⋅=ω, 其中∞<<t 0,ω为常数, A 是服从[1,2]上的均匀分布, 确定t 分别为ωπ和ωπ4时, 求随机变量)(t X 的概率密度.
2设随机过程At e t X -=)(，0>t ，其中A 是在区间（1，2）上服从均匀分布的随机变量，求随机变量)1(X 的一维概率密度函数)1;(x f 和一维分布函数)1;(x F 。
3设随机过程)sin()cos()(t t t X ⋅+⋅=ωηωξ,其中∞<<t 0,ω为常数, ξ和η互不相关,2,0δηξηξ====D D E E , 求)(t X 均值函数和自相关函数。
4老鼠在下图的迷宫中作随机游动。
当它处在某个方格中有k 条通道时，以概率k
1
随
机通过任意一个通道。
求老鼠作随机游动的状态空间及一步转移概率矩阵。
(10分)
1
2
34
5 已知强度为λ的泊松分布的概率是,,2,1,0,!
}{⋅⋅⋅==
=-k k e k X P k λ
λ。
（1）写出强度为λ的泊松过程}0),({≥t t N 需满足的三个条件； （2）假设110报警电话在],0(t 内接到电话的呼叫数)(t N 是具有强度(每
分钟)为1的泊松过程，求2分钟内接到3次呼叫的概率。
(3) “第二分钟内收到第三次呼叫”的概率
6已知平稳随机过程)(t X ,∞<<∞-t 的谱密度为9
104
)(2
42+++=ωωωωX S , 求)(t X 的相关函数和)(2t EX .
7 设随机过程)sin()(0Φ+⋅=t A t X ω, 其中∞<<∞-t ,0ω为常数, A 和Φ 是相互独立的随机变量, A 服从[0,1]上的均布, Φ服从[0,2π]上的均匀分布. 试求(1))(t X 均值函数和自相关函数。
(2) 讨论)(t X 的数学期望的各态历经性.
8设)(t X ，∞<<∞-t 是平稳随机过程，相关函数τ
βατ-=e R X )(，其中βα,是正数，
求)(t X 的谱密度.
9已知均值为零的实平稳随机过程)(t X ,∞<<∞-t 的相关函数，τβτ-=e R X )( )(t Y 满足随机微分方程)()()(t X t Y t Y =+'α，其中βαβα≠,,为常数。
求(1) 判断输出过程)(t Y 是否为平稳过程，若是，求)(t Y 的均值函数、自相关函数和谱密度. (2) 求)(t X 和
)(t Y 的互谱密度.
10设0,≥n X n 是具有三个状态的齐次马氏链，一步转移概率矩阵为
⎥⎥
⎥⎦
⎤
⎢⎢⎢⎣⎡=10002/12/102/12/1P 试证此链不是遍历的
11 设0,≥n X n 是具有三个状态0，1，2的齐次马氏链，一步转移概率矩阵为
⎥⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎢⎣⎡=4/34/104/12/14/104/34/1P 初始分布为{}2,1,0,31)0(0====i i X P p i ， 求(1){}2,131==X X P
R
t t t X t t X ∈-==,2cos (2cos ,(),,)21ωω (2){}22=X P (3))4(02P (4)判断此链是否具有遍历性，若是遍历的，求其平稳分布
12 设随机过程 )(t X 只有两条样本函数, 且 求 1) 一维分布函数),0(x F 和),4/(x F π;
2) 二维分布函数),;4/,0(y x F π
3) 求该过程的均值函数,相关函数. 〕
3
1)(ω,32)(ω21==
P P。