电子科大 应用随机过程及应用 (陈良均 朱庆棠)第三章作业

合集下载

《随机过程及应用》教学大纲20130901-杜江

《随机过程及应用》教学大纲20130901-杜江

成都信息工程学院硕士研究生课程教学大纲课程名称(中):随机过程及应用课程名称(英):Stochastic Processes and Applications课程编号:开课单位:通信工程学院预修课程:信号与系统,概率论与数理统计,微积分,电路分析基础适用专业:信号与信息处理专业硕士研究生课程性质:学位学时: 48 (课堂教学:44学时;实验与专题报告:4学时)学分: 3考核方式:考试一、教学目的与要求(说明本课程同专业培养目标、研究方向、培养要求的关系,及与前后相关课程的联系)本课程适用硕士研究生信号处理专业。

课程教学目的、要求:(一)从内容上,应使学生在了解随机变量分布规律的基础上,熟练掌握随机过程的基本理论和基本分析方法。

(二)从教学方法上,着重基本概念的阐述,明确概念的物理意义,注重必要的数学公式推导过程。

二、课程内容简介《随机过程及应用》是信号处理专业的一门核心必修课。

本课程理论严谨、系统性强。

其任务在于研究随机信号的基本理论和基本分析方法,为学生进一步学习和掌握信号检测与估计、现代信号处理等课程打好基础。

主要内容包括:概率论基础,随机过程基础,泊松过程及其推广,马尔可夫过程,二阶矩过程及其均方分析,平稳过程,以及高阶统计量与非平稳过程等。

强调随机过程的基础理论、物理意义与应用方法,注重理论联系实际,力求从概念的物理背景、理论的逻辑推导与应用的典型例子三个方面加以阐述。

三、主要章节和学时分配(含相应章节内容的教学方式,如理论教学、实验教学、上机、自学、综述文献等)主要章节章节主要内容简述教学方式学时备注概率论基础1、概率空间2、随机变量及其典型分布3、随机变量的特征函数4、随机收敛性与极限定理重点内容:集合论与概率论的关系,概率论基本概念,随机变量的分布律、数字特征、函数变换。

难点内容:概率论的基本公式,随机变量的典型分布和数字特征。

讲授 6随机过程基础1、随机信号的定义、分类和统计特征2、平稳性与平稳过程3、独立过程与白噪声过程4、高斯过程重点内容:随机信号定义,基本特性与基本运算。

《应用数理统计》第三章假设检验课后作业参考答案

《应用数理统计》第三章假设检验课后作业参考答案

第三章 假设检验课后作业参考答案3.1 某电器元件平均电阻值一直保持2.64Ω,今测得采用新工艺生产36个元件的平均电阻值为2.61Ω。

假设在正常条件下,电阻值服从正态分布,而且新工艺不改变电阻值的标准偏差。

已知改变工艺前的标准差为0.06Ω,问新工艺对产品的电阻值是否有显著影响?(01.0=α)解:(1)提出假设64.2:64.2:10≠=μμH H , (2)构造统计量36/06.064.261.2/u 00-=-=-=nX σμ(3)否定域⎭⎬⎫⎩⎨⎧>=⎭⎬⎫⎩⎨⎧>⋃⎭⎬⎫⎩⎨⎧<=--21212αααu u uu u u V (4)给定显著性水平01.0=α时,临界值575.2575.2212=-=-ααuu ,(5) 2αu u <,落入否定域,故拒绝原假设,认为新工艺对电阻值有显著性影响。

3.2 一种元件,要求其使用寿命不低于1000(小时),现在从一批这种元件中随机抽取25件,测得其寿命平均值为950(小时)。

已知这种元件寿命服从标准差100σ=(小时)的正态分布,试在显著水平0.05下确定这批元件是否合格。

解:{}01001:1000, H :1000X 950 100 n=25 10002.5V=u 0.05H x u αμμσμα-≥<====->=提出假设:构造统计量:此问题情形属于u 检验,故用统计量:此题中:代入上式得:拒绝域:本题中:0.950.950u 1.64u 0.0u H =>∴即,拒绝原假设认为在置信水平5下这批元件不合格。

3.3某厂生产的某种钢索的断裂强度服从正态分布()2,σμN ,其中()2/40cm kg =σ。

现从一批这种钢索的容量为9的一个子样测得断裂强度平均值为X ,与以往正常生产时的μ相比,X 较μ大20(2/cm kg )。

设总体方差不变,问在01.0=α下能否认为这批钢索质量显著提高? 解:(1)提出假设0100::μμμμ>=H H , (2)构造统计量5.13/4020/u 00==-=nX σμ (3)否定域{}α->=1u u V(4)给定显著性水平01.0=α时,临界值33.21=-αu(5) α-<1u u ,在否定域之外,故接受原假设,认为这批钢索质量没有显著提高。

应用随机过程

应用随机过程

✓ 虽然如此,随机过程一般理论的研究通常认为开始于30年代。
1931年,Α.Η.柯尔莫哥洛夫发表了《概率论的解析方法》;三年后,Α.Я.辛钦 发表了《平稳过程的相关理论》。这两篇重要论文为马尔可夫过程与平稳过程奠 定了理论基础。 稍后,P.莱维出版了关于布朗运动与可加过程的两本书,其中蕴含着丰富的概率 思想。
➢随机过程论的强大生命力来源于理论本身的内部,来源于其他数学分支
如位势论、微分方程、力学、复变函数论等与随机过程论的相互渗透和彼此促
进,而更重要的是来源于生产活动、科学研究和工程技术中的大量实际问题 所提出的要求。
➢ 目前随机过程论已得到广泛的应用,特别是对统计物理、放射性问题、原
子反应、天体物理、化学反应、生物中的群体生长、遗传、传染病问题、排队 论、信息论、可靠性、经济数学以及自动控制、无线电技术等的作用更为显著。
8
事件的性质 假设A,B,C是任意事件,则他们满足:
(1)交换律 A B B A
(2)结合律 A (B C ) (A B ) C
A (B C ) (A B ) C
(3)分配律 A (B C ) (A B ) (A C )
A (B C ) (A B ) (A C )
而绝大多数随机现象,是随时间因素动态变化的,即:每个不同时刻,其随机 性规律有本质变化,由此产生随机过程的相关理论(1930年代建立起来)。
《随机过程》应用领域:信号处理、算法、生物、经济、气象、控制、…
4
随机过程 -- 简介
随时间推进的随机现象的数学抽象。
例如,某地第n年的年降水量xn由于受许多随机因素的影响,它本身具有随机性, 因此{xn,n=1,2,…}便是一个随机过程。类似地,森林中某种动物的头数,液体中 受分子碰撞而作布朗运动的粒子位置,百货公司每天的顾客数,等等,都随时间变 化而形成随机过程。

随机过程-习题解答电子科技大学陈良均

随机过程-习题解答电子科技大学陈良均
中心极限定理
在独立同分布的随机变量序列中,当样本量趋于无穷时,无论总体分布是什么,样本均 值的分布趋近于正态分布。
05
随机过程的估计与预测
参数估计
矩估计法
利用随机过程的数学期望、方差等矩特征,通过 样本矩来估计参数。
最小二乘估计法
通过最小化误差的平方和来估计参数,常用的有 普通最小二乘法和加权最小二乘法。
泊松过程
总结词
泊松过程是一种随机过程,其中事件 的发生是相互独立的,且具有恒定的 发生率。
详细描述
泊松过程描述了在单位时间内发生事 件的次数,其中事件的发生是相互独 立的,且具有恒定的发生率。这种过 程在物理学、工程学、统计学等领域 有广泛应用。
随机漫步
总结词
随机漫步是一种随机过程,其中每一步 都是随机的,且与前一步无关。
信号的滤波与预测
要点一
信号滤波
利用滤波器对随机信号进行处理,提取出所需频率成分, 抑制噪声和其他干扰。
要点二
信号预测
基于随机过程理论,利用历史数据对未来信号进行预测, 提高信号处理的准确性和可靠性。
信号的检测与估计
信号检测
在存在噪声和干扰的情况下,利用随机过程理论,检测 出有用的信号,提高信号检测的灵敏度和抗干扰能力。
参数估计
通过分析随机信号的统计特性,估计出信号的某些参数 ,如频率、相位等,为进一步处理和应用提供依据。
感谢您的观看
THANKS
06
随机过程在信号处理中的应 用
信号的随机模型化
信号的随机模型化
01
将信号表示为随机过程,以便更好地理解和分析信号的特性。
随机信号的统计特性
02
研究随机信号的均值、方差、相关函数等统计特性,以描述信

《随机过程——计算与应用》课件平稳过程4

《随机过程——计算与应用》课件平稳过程4

RX ( ) e2 , (, )
试计算X的谱密度.

谱密度S(X )
e
j
RX
(
)d
e j e2 d
2 cos( )e2 d 0
4
4 2 2
,
(, )
例5.4.2 设X={Xt, -∞<t<+∞ }为零均值的实的正交增量过程,
且满足 E[Xt -Xs ]2 t s , 令 Yt Xt -Xt1,
k l =-
+
2 ckckm RY (m) k=-
Y为平稳序列.
+

RY (m)
2 ckckm
m
m k=-
+
2
ck ckm
m k=-
+
2
ck cl
k=- l
令 kml
2 ( ck ) cl
k
l
(2 ck )2 k
所以Y 存在谱密度.
Y的谱密度
又称
lim E[ 1
T 2T
T T
Xt
2 dt]
为平稳过程X的平均功率.
定理5.4.1 设平稳过程X={Xt -∞<t<+ ∞}的相关函数RX(τ)
绝对可积,则有
SX ()
e
jt
RX
(
)dt
证明 因为
1E 2T
T T
e
jt
X t dt
2
1 2T
E[
T T
e
js
X
s
ds
T T
e
jt
X
T
X
e
jwu

电子科大随机过程与排队论01

电子科大随机过程与排队论01
样本空间Ω={1,2,3,4,5,6};
随机事件体F由Ω的全体子集(共26 =64个)构成; k F上的概率定义为P(A)= ,k为随机事件A包含 6 的样本点数;
(Ω,F,P)为概率空间。
2013-9-13
计算机科学与工程学院
顾小丰
20-12
古典概率空间
1) 样本空间由有限个样本点组成, Ω={ω1,ω2,…, ωn}; 2) 每个基本事件Ai={ωi},i=1,2,…,n出现的可能性 相等。
B发生的条件概率定义为:
P( AB) P(B | A) P( A)
给定概率空间(Ω,F,P),AF,且P(A)>0,对 任 意 BF 有 P(B|A) 对 应 , 则 条 件 概 率 P(B|A) 是 (Ω,F)上的概率,记P(B|A)=PA ,则(Ω,F,PA)也是 一个概率空间,称为条件概率空间。
设(Ω,F)是可测空间,如果定义随机事件体F上的实 值集函数P(A),AF满足: 1) 0≤P(A)≤1,AF; (非负性) 2) P(Ω)=1; (规范性) 3) AiF(i=1,2,…,),AiAj=Φ(i≠j),则等式
P( A i ) P( A i )成立 。
i 1 i 1
下一讲内容预告
随机变量及其分布程
• 随机变量、分布函数 • 离散型随机变量及其分布律 • 连续型随机变量及其概率密度
常见的随机变量及其分布
n维随机变量 随机变量函数的分布
2013-9-13 计算机科学与工程学院 顾小丰 20-22
2013-9-13 计算机科学与工程学院 顾小丰 20-8
二、样本空间、随机事件体
随机试验E的每一个最简单的试验结果,称 为样本点,记为。全体样本点构成的集合,称 为样本空间,记为Ω。 样本空间Ω的子集组成的集类F,如果满足: 1. ΩF; 2. 若AF,则 A F; 3. 若AiF(i=1,2,…,),则 A i F ;

电子科大 应用随机过程及应用 (陈良均 朱庆棠)第四章作业

电子科大 应用随机过程及应用 (陈良均 朱庆棠)第四章作业

为独立增量过程 Y (n )
∴ Y (n ) 为马氏链
Y (0 ) = 0
Pij (m , k ) = P { Y (m + k ) = j Y (m ) = i } = P{ Y (m + k ) − Y (m ) = j − i Y (m ) − Y (0 ) = i } m+k = P ∑ X (i ) = j − i i= m +1
16 8 ) λ (17 41 , 41 , 41 放在 A 处好
1 1
1 1
习题十三
1 1 2 3 4 5 . . ∞
1 2
习题十四
2
1 1 2 2
3 0
1 1 2 2
4 0 0
1 1 2 2
5 0 0 0
1 1 2 2
6 0 0 0 0
1 2
7 ........

0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0
1
=
1
2
p
a −1
+
p
a +1
p (a + b ) − p (a + b − 1 ) = p (a + b − 1 ) − p (a + b − 2 ) p (a + b − 1 ) − p (a + b − 2 ) = p (a + b − 2 ) − p (a + b − 3 . p (a . p( 1 ) − p (0
0 0 0
+ + +
0 0 0 0 0 0
1 1 1
3 3 3
× 60 × 10 × 10
7 7 7 30 30 30

《随机过程——计算与应用》课件平稳过程3

《随机过程——计算与应用》课件平稳过程3

证明 由定义X的均值具有各态历经性的充要条件是
P( Xt mX ) 1
上式成立的充要条件是 D[ Xt ] 0

D[
Xt
]
D[l . i . m T
1 2T
T
T Xtdt]
lim D[ 1 T 2T
T
T Xt dt]
由方差定义
D[ 1 2T
T
T X tdt]
E
1 2T
T T
X t dt
T
T CX (s,t)dsdt
1 4T
2
T T
T
T CX (t s)dsdt
1 4T
2
CX (u)
D
J
dudv
新 积 分 区 域 D ( 先 v后 u积 分 )
1 4T 2
1[ 2
0
du
2T
2T u
2T u CX (u)dv

u v
t t
s s
,

s t
1 2
1 2
(v (v
u) u)
2uT() RY
(u)
RX
( )
2 )du
0
注意: ➢设X={Xt,t∈R},以及对任意固定的τ,Y= {Yt,t∈R},均为
实平稳过程,则X的相关函数具有各态历经性的充要条 件是
lim 1
T T
2T 0
(1
2uT() RY
(u)
RX2
(
))du
0
➢ 对t≥0的平稳过程X相关函数具有各态历经性的充要条件是
与t无关,仅与u有关. Y为平稳过程
又 CY (u) RY (u) mY2

《随机过程及其应用(第三版)》课件SJGC5-1

《随机过程及其应用(第三版)》课件SJGC5-1
6
3. 严平稳过程的数字特征
(1)均值函数 m X ( t ) = E [ X ( t )]
=∫
2
+∞
−∞
xf ( x, t )dx = ∫
+∞
−∞
xf ( x)dx = 常数= mX
均方值函数
2 (t) = E[X 2 (t)]= ψX

+∞
−∞
x f (x, t)dx =
+∞ −∞ 2
2

+∞
一 二 三
平稳过程 宽平稳过程 联合平稳过程
1

平稳过程
为一随机过程 若对任
1. 严平稳过程定义
定义1.1 设{X (t) ,t 意整数n 任意的
t1 , t 2 , L , t n ∈ T ,

t1 + ε, t2 + ε ,L, tn + ε ∈T
其n维分布函数相等
F , xn,t1,t2,L ,tn) = F(x1, x2,L , xn,t1 +ε,t2 +ε,L ,tn +ε) n(x 1, x2,L
[
]
[
] [
]
14
2 ) R X ( −τ ) = R X (τ )
பைடு நூலகம்
因为R X (τ ) = E X (t ) X (t + τ ) = E X (t )X (t + τ )
= E X (t + τ ) X (t ) = E ( X ( s ) X ( s − τ )] = R X ( −τ )
[
CX (t1 , t2 ) = Cov( X (t), X (t2 )) = RX (t1 , t2 ) − mX (t1 )mX (t 2 ) = RX (t2 − t1 ) − mX mX = CX (t2 − t1 )

随机过程及其应用

随机过程及其应用

第3章 3.1
3.2
3.3 3.4
Gauss 过程 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 Gauss 过程的基本定义 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40 3.1.1 多元 Gauss 分布的定义 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 3.1.2 多元 Gauss 分布的特征函数 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 3.1.3 协方差阵 Σ 不满秩的情况 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 多元 Gauss 分布的性质 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 3.2.1 边缘分布 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 3.2.2 独立性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 3.2.3 高阶矩 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 3.2.4 线性变换 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 3.2.5 条件分布 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Gauss-Markov 性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49 Gauss 过程通过非线性系统 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 3.4.1 理想限幅器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 3.4.2 全波线性检波 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 3.4.3 半波线性检波 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 3.4.4 平方律检波 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

应用随机过程课件

应用随机过程课件
i1
定义1.3
设 R,由所有半无限区间(,a)生成的 - 代数 (即包含{(,a),a R}的最小 - 代数),称为R上的
Borel - 代数,记作B(R),其中的元素称为Borel集 合.类似可以定义Rn上的Borel - 代数,记作B(Rn ). 显然 B ((,a),a R).
F
(
x1,,
xi
,,
xd
)

1,
(5) F (x1, x2,, xd ) x1 x2 xd f (t1,t2,,td )dtd dt1
f
(
x1,,
xd
)


d
F (x1, x2,, xd x1x2 xd
)
一些常见的分布:
1.离散均匀分布:
分布列:
pk

( F , )为可测空间, F中的元素称为事件 .
性质 假 设F是中的任一事件 - 代数,则
(1) F;
n
n
(2)若果Ai F ,i 1,2, n,则 Ai F , Ai F;
i 1
i 1
(3)若果Ai
F ,i

1,2,
,则


Ai
F;
i 1
)

P( lim
n
An
)
具体情况:

(1)若An F, 且An A,即An An1,且 An A
n1
P(
A)

lim
n
P(
An
)
P( lim
n
An
)

P( An
n1
)
(2)若An F, 且An A,即An An1,且 An A

随机过程作业(全部)

随机过程作业(全部)

作业1(随机过程的基本概念)1、对于给定的随机过程{(),}X t t T ∈及实数x ,定义随机过程1,()()0,()X t xY t X t x≤⎧=⎨>⎩,t T ∈ 请将{(),}Y t t T ∈的均值函数和相关函数用{(),}X t t T ∈的一维和二维分布函数表示。

2、设(),Z t X Yt t R =+∀∈,其中随机变量X ,Y 相互独立且都服从2(0,)N σ,证明{(),}Z t t R ∀∈是正态过程,并求其相关函数。

3、设{(),0}W t t ≥是参数为2σ的Wiener 过程,求下列过程的协方差函数: (1){(),0}W t At t +≥,其中A 为常数;(2){(),0}W t Xt t +≥,其中(0,1)X N ,且与{(),0}W t t ≥相互独立;(3)2{(),0}taW t a ≥,其中a 为正常数; (4)1{(),0}tW t t≥作业2(泊松过程)1、设{(),0}N t t ≥是强度为λ的Poisson 过程,令()()()Y t N t L N t =+-,其中L>0为常数,求{(),0}Y t t ≥的一维分布,均值函数和相关函数。

2、设{(),0}N t t ≥是强度为λ的Poisson 过程,证明对于任意的0s t ≤<,(()|())()(1),0,1,,k kn k n s s P N s k N t n C k n t t-===-=作业3 (更新过程)1 设{(t),0}N t ≥是更新过程,更新间距,1,2,i X i = 服从参数为λ的指数分布,则(t),0N t ≥是服从参数为λ的Poisson 分布。

2 某收音机使用一节电池供电,当电池失效时,立即换一节同型号新电池。

如果电池的寿命服从30小时到60小时的均匀分布,问长时间工作情况下该收音机更换电池的速率是多少? 若没有备用电池,当收音机失效时,立即在市场上采购同型号电池,获得新电池的时间服从0小时到1小时的均匀分布,求在长时间工作的情况下,更换电池的速率。

《随机过程及应用》教案-随机过程习题课四.doc

《随机过程及应用》教案-随机过程习题课四.doc

1.设{XG)/ = 0,l,2,・・・}为马氏链,证明P{X(l) = x, | X(2) = x2,X(3) = x3,---,X(n) = x rt}=P{X(1)= X,|X(2)= X2}即马氏链的逆序也构成一个马氏链.2.如果马氏链的转移概率矩阵为fO 1)P =U o丿证明:此马氏链不是遍历的马氏链,但具有平稳分布.3.—个开关冇两种状态:开或关,设它现在开着时,经过单位时间何后,它仍然开着的概率为丄,关上的概率为丄;当它现在关着吋,经过单位吋间⑶后它仍然关着的概率2 231为2,它打开的概率为丄.假设开关的状态转移只在0丄23…⑶时进行.设心0时,4 4开关开着.求f = 3时,开关关着和开关开着的概率.4.甲乙两人进行比赛,设每局比赛甲胜的概率为“乙胜的概率为q,和局的概率为厂,p +q + 归,设每局比赛后胜者记“1”,分负者记分,和局记“0”分.当两人中有一个获得2分时,结束比赛.以X(n)表示比赛至第z?局时,叩获得的分数. {X(n),n = 0,1,2,・・・}是一个齐次马氏链.(1)写出此马氏链的状态空间;(2)写出状态转移矩阵;(3)计算2步转移矩阵;(4)问在甲获得1分的情况卜-,再赛2局就结束比赛的概率为多少?5.A、B、C三家公司决定在某一时间推销一新产品.当时它们各拥有丄的市场,然而一年3后,情况发生了如下的变化:(1)A保住40%的顾客,而失去30%给B,失去30%给C;(2)B保住30%的顾客,而失去60%给A,失去10%给C;(3)C保住30%的顾客,而失去60%给A,失去10%给B.如果这种趋势继续下去,试问第2年底各公司拥冇多少份额的市场?(从t远来看,情况又如何?)6.一质点沿圆周游动,圆周上按顺时针等距排列五个点0, 1, 2, 3, 4,把圆周分成五格。

质点每次游动或顺时针或逆时针移动一格,顺时针移动一格的概率为”,逆时针移动一格的概率为1叨,设X(n)表示经n次移动后质点所处的位置,贝iJ{XS),n = (),l,2,・・・}是一齐次马尔可夫链。

随机过程习题及部分解答(共享).docx

随机过程习题及部分解答(共享).docx

随机过程习题及部分解答习题一1.若随机过程X(/)为X(0 = A?,-oo<r<+oo,式中4为(0, 1)上均匀分布的随机变量,求X(/)的一维概率密度Px(x;t)。

2.设随机过程X(/) = 4cos(初+ 其中振幅A及角频率①均为常数,相位&是在[-兀,刃上服从均匀分布的随机变量,求X(/)的一维分布。

习题二1.若随机过程X(/)为X(t)=At -00 < r < +00 ,式中4为(0,1)上均匀分布的随机变量,求E[xa)],7?xa』2)2.给定一随机过程X(/)和常数Q,试以X(/)的相关函数表示随机过程y(0 = X(/ + a) —X(/)的自相关函数。

3.已知随机过程X(/)的均值阪⑴和协方差函数Cx (爪© , 0(/)是普通函数,试求随机过程丫⑴=X(/) + 0(/)是普通函数,试求随机过程丫⑴=X(/) + 0(/)的均值和协方差函数。

4.设X(t) = A cos at + B sin at,其中A, B是相互独立且服从同一高斯(正态)分布N(0Q2)的随机变量,a为常数,试求X(/)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),twT;Y(t),twT均方可微,a0为任意常数,则aX(t) + bY(t) 也是均方可微,且有[aX (?) + b Y(/)]' = aX'(/) + b Y'(/)3.证明:若X⑴,twT均方可微,/X/)是普通的可微函数,则f(Z)X(Z)均方可微且[f(ox(or-/w(o+/(ox,(o4.证明:设X⑴在[a,b]上均方可微,且X0)在[a,切上均方连续,则有X'⑴ dt = X(b) — X(a)J a5•证明,设X(t\t eT =[a,b];Y{t\t eT = [a,b]为两个随机过程,且在T上均方可积,a和0为常数,则有(*b (*b (*bf [aX(/) + 0Y(/)M = a [ Xit)dt + /3\ Y⑴ dtJ a J a J aeb rc rbaX (t)dt = X (t)dt + XQ) dt,aWcWbJ a J a Jc6.求随机微分方程X'(/) + aX ⑴二丫⑴ze[0,+oo]'X(0) = 0的X(t)数学期望E [X(0]。

电子科大 应用随机过程及应用 (陈良均 朱庆棠)第五章均方微积分作业

电子科大 应用随机过程及应用 (陈良均 朱庆棠)第五章均方微积分作业
−a t − s
由于 R (s , t )在 ( t , t ) 连续 ⇒ X ( t ) 均方连续 ⇒ X ( t ) 均方可积 R (t + h , t + k ) − R (t , t + h ) − R (t , t + k ) + R (t , t ) lim h → 0 ,k → 0 hk 1 1 1 1 − 2 − 2 + 2 2 2 2 2 + + a h a k a a + (h − k ) 令h = k = hk 1 1 2 2 − 2 2 2 h2 a + h a lim = lim = h → 0 ,k → 0 h→ 0 h 2 a 2 a 2 + h 2 h2 2 = 4 < ∞ ⇒ X(t) 均方可导 a
E [Y 2 ] = = 1 4T 2
s
3
σ
s
2
(3 t
6
2
C
2
s
2
3 (3 t − s 6 f
)
σ
1
t
3
3 2 π tσ e
− s ) , s ≤ t时
2
∫ ∫
−t
t
t
−t
e
−2λ t − s
dsdt
一维分布
(t , s ) =
ϕ
exp
σ
2
x − 2σ
2
2 2
t
σ
ts
2

0
dv
∫ ∫
v 0 t
udu
σ
ts
2

t 0
dv
vdu
2
m X (t )m X (s ) =

随机过程CH1_update20130914

随机过程CH1_update20130914

45
1.3 随机变量的数字特征
刻画随机变量的平均值
46
47
48
平方再期望?
49
50
51
52
53
54
55
例1、例2:(P30)
请验证
例3:(P31):二维正态分布的协方差。
n维正态分布的 概率密度的矩阵形式:(验证)
56
1.4
条件数学期望
条件概率密度以及条件分布函数的推广。 自学
提交实验报告。 可参考MATLAB帮助文档、《随机信号分析》P31
以上,为第一章的全部内容。
69
随机过程及其应用
杜 江 教授 通信工程学院
2013年秋季
1
自我简介
教授,博士后,四川省有突出贡献的优秀专家。 韩国三星电子总部Digital Media研究所:高级工程师,项目 经理。 本科(西北大学:石油地质)、硕士(成都理工大学:地球 物理勘探)、博士与博士后(电子科技大学:信号与信息处 理、信息与通信工程) 研究方向: 新一代WLAN,MIMO-OFDM,智能天线 数字集成电路设计 RFID电子标签芯片设计
57
1.5 随机变量的特征函数
58
59
60
作为公式使用
其他几种随机变量的特征函数:二项分布、泊松分布、指数分布, 见P37-39
61
62
63
64
1.6 收敛性与极限定理
65
66
67
【应用】
68
实验与专题1:随机变量的仿真与实验
用MATLAB分别产生服从(二项分布、泊松分布、正 态分布、均匀分布、指数分布、瑞利分布)的随机变量, 并分析他们的: 1、分布函数或概率密度函数 2、均值、方差

随机过程及其在金融领域中的应用

随机过程及其在金融领域中的应用
1、 域 ........................................................................................7
2、定理 2-1 .....................................................................................7 3、Borel 集 .....................................................................................8 3、概率空间 ................................................................................... 8 4、随机变量 ................................................................................... 9 5、分布函数 ................................................................................... 9 6、定义 2-2 .....................................................................................9 7、两个重要的离散型分布 .......................................................... 10 8、三个重要的连续型分布 .......................................................... 10 2.2 随机变量的数字特征...................................................................12 1、离散型随机变量数字特征 ...................................................... 12 2、连续型随机变量数字特征 ...................................................... 13 3、Chebyshev 不等式 ...................................................................13 2.3 随机向量及其联合分布 ............................................................... 14 1、n 维随机变量及其数学特征 ...................................................14 2、随机事件独立和相关的定义 .................................................. 16 3、相互独立的随机变量的性质 .................................................. 16 2.4 条件数学期望 .............................................................................. 17
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

(ii) 分解 对于参数为λ 对于参数为λ的Poisson过程, 过程,假设发生的每一个事件 独立的以概率做了记录, 独立的以概率做了记录,未做记录的概率为1-p。令 N1(t)是到t为止做了记录的事件数, 为止做了记录的事件数,而N2(t)是未做记录 的事件数, 的事件数,则{N1(t);t ≥0}和 {N2(t);t ≥0}分别是具 有参数pλ 和(1-p)λ的独立Poisson过程。 过程。
相互独立。 相互独立。而且
P ( N (t ) = k ) = ∑ P ( N 1 (t ) = j, N 2 (t ) = k − j ) = ∑ P ( N 1 (t ) = j )P ( N 2 (t ) = k − j )
j=0 j=0 j k− j k k
(λ t ) (λ t ) = ∑ 1 e − λ1 t 2 e −λ2t j! ( k − j )! j=0
[
]
( )
( )
(
)
ρ=
(
)(
)
一维概率密度函数
一维特征函数 二维概率函数 f (s , t , x , y ) = −
[X − m (t )]2 t ∈ T 1 exp − 2 D (t ) 2 λ D (t ) x∈ R t∈T ϕ (t , u ) = exp im (t )u − 1 D (t )u 2 2 x∈ R f (t , x ) =
i i i =1
n
X (t )为正态分布 m X (t ) = E [X (t )] = E [ξ t + W (t )] = E (t )E (ξ ) + E [W (t )] = 0
(t > s ) E [X 2 (t )] = E [ξ 2 t 2 + W (t )W (s ) + W (t )ξ s + W (s )ξ t ] = ts + s σ 2 D (t ) = t 2 + t 2σ 2 D (s ) = s 2 + s 2 σ 2 C (s , t ) = C (t , s ) = R (t , s ) = ts + s σ 2
(
习题十
习题十三
E [N (2 )N (3 )] = E N (2 )( N (3 ) − N (2 )) + N = E [N (2 )]E [N (3 ) − N (2 )] + E N E N
[
2
[
2
(2 )]
(2 )]
X (t ) = W (t + a ) − W (t ) ~ N 0,σ 2a m X (t ) = mX (s ) = 0 R(s, t ) = C (s, t ) = E[X (t )X (s )]
P ( N 1 (t ) = j, N 2 (t ) = k ) = P ( N 1 (t ) = j, N 2 (t ) = k | N (t ) = k + j )P ( N (t ) = k + j )
j+k k + j j k (λt ) − ( 1 ) p p = j ( k + j )! j ( p λ t ) − pλ t [(1 − p )λ t ]k − ( 1− p ) λ t e e = k! j!
s = 2 k = 2
t = 3 j =1
P {N (3 ) = 2 , N (2 ) = 1} P {N (3 ) − N (2 ) = 1 , N (2 ) = 1} = P {N (2 ) = 1} P {N (2 ) = 1} k − j =1
证明: 证明:
N1(t) N2(t) N(t)
Poisson过程的性质
n维特征函数
ϕ (u ) = ϕ (t1 , t 2 ...t n ; x1 , x 2 .. x n ) = exp{iµ T u − 1 2 uT cu}
二维特征函数
ϕ (s , t ; u , v ) = exp {i [um (s ) + vm (t )] −
二维特征函数的向量形 iµ T u − ϕ (u ) = ex ρ {
c (t1 , t1 ), c (t1 , t 2 )...c (t1 , t n ) c (t , t ),......... .......... ...... 2 2 c= . . ( ) ( ) , .......... ..... , c t t c t t n n n 1
2
E [W (t )W (s )] = min (s , t )σ
= sσ
2
s2 + σ 2s C = ts + s σ 2
ts + s σ 2 t 2 + σ 2t
ρ =
ts + s σ
2
(s
2
+ σ 2 s t 2 + σ 2t
)(
)
习题八
习题九
D( X + Y ) = D(W (4) + W (3) − W (2) − W (1)) = D(W (4) − W (3) + 2W (3) − 2W (2) + W (2) − W (1)) D(W (4) − W (3)) + 4D(W (3) − W (2)) + D(W (2) − W (1)) = 6σ 2 = 24 1.D( X + Y ) = D( X ) + D(Y ) + 2 cov( X ,Y ) D( X ) = D(Y ) = 2σ 2 = 8 cov( X ,Y ) = 4 2. cov( X ,Y ) = E( XY ) − E( X )E(Y ) = E(W (4)W (3) − W (4)W (1) + W (1)W (2) − W (2)W (3)) = 3σ 2 − σ 2 + σ 2 − 2σ 2 = σ 2 = 4
(
2
)
X − m (s )2 D (s )
(
)
=
1
(2π )
n
2
c
1
2
( x − µ ) c −1 ( x − µ ) exp − 1 2
T
{
}
2 ρ ( X − m (s ))( X − m (t )) + D (s )D (t )
(y
2 − m (t )) D (t )
证明: 证明:
N(t) N1(t) N2(t)
令s<t<u,因为N1(t)-N1(s) 与N1(u)-N1(s)分别是N(t)-N(s) 与N(u)-N(s)的子集合 的子集合, 集合,由N(t)-N(s) 与N(u)-N(s)的独立性 可知N1(t)-N1(s) 与N1(u)-N1(s)相互独立。 相互独立。
(
)
= E (W (t + a )W (s + a ) + W (t )W (s ) − W (s )W (t + a ) − W (t )W (s + a )) 令s < t = σ 2 (s + a ) − σ 2 min(s + a, t ) − σ 2 s + σ 2 s = σ 2 max(0, s + a − t )
X (t ) = W (t + a ) − W (a ) ~ N 0, σ 2 t m X (t ) = m X (s ) = 0 R(s, t ) = C (s, t ) = E [X (t )X (s )]
Байду номын сангаас
(
) )
= E W (t + a )W (s + a ) + W 2 (a ) − W (t + a )W (a ) − W (s + a )W (a ) = (min(s, t ) + a )σ 2 + aσ 2 − 2aσ 2 = σ 2 min(t , s )
1 2
1 2
[u

2
D (s ) + 2 uvc
(s , t ) +
v 2 D (t )
]}
式 u T cu
}
u u = v
µ =
m ( s ) m (t )
µ T = (m (s ), m (t ))
m (t1 ) m (t 2 ) µ = . . m (t n )
2 2
[
P {N (2 ) = 1 , N (3 ) = 2 } = P {N (2 ) = 1 , N (3 ) − N (2 ) = 1} = = 2 2 × 2 1 × 11 × e − 2 × 3 = 8 e − 6 P {N (3 ) = 2 N (2 ) = 1 } = = 2e −2 t = 3 s = 2
k
k 1 j k− j = e − ( λ1 + λ 2 ) t ( λ1 t ) ( λ 2 t ) j k!
λ1 λ2 λn λ1+λ2+…+λn
=
[( λ1 + λ 2 ) t ]k − ( λ1 + λ 2 ) t e . k!
⇒ 参数为λ1+λ2的Poisson分布。
{
}
二维概率密度函数 1 T −1 1 (x − µ ) f (x ) = 1 exp − 2 ( x − µ ) c 2π c 2
{
}
n维概率密度函数 f ( x ) = f (t1 , t 2 ...t n , x1 , x 2 .. x n )
1 2λ D (t )D (s ) 1 − ρ
相关文档
最新文档