清华考博《随机过程》2009真题
随机过程试题及答案
随机过程试题及答案随机过程是概率论与数理统计的重要理论基础之一。
通过研究随机过程，可以揭示随机现象的规律性，并应用于实际问题的建模与分析。
以下是一些关于随机过程的试题及答案，帮助读者更好地理解与掌握这一概念。
1. 试题：设随机过程X(t)是一个马尔可夫过程，其状态空间为S={1,2,3}，转移概率矩阵为：P =| 0.5 0.2 0.3 || 0.1 0.6 0.3 || 0.1 0.3 0.6 |(1) 计算X(t)在t=2时的转移概率矩阵。
(2) 求X(t)的平稳分布。
2. 答案：(1) 根据马尔可夫过程的性质，X(t)在t=2时的转移概率矩阵可以通过原始的转移概率矩阵P的2次幂来计算。
令Q = P^2，则X(t=2)的转移概率矩阵为：Q =| 0.37 0.26 0.37 || 0.22 0.42 0.36 || 0.19 0.36 0.45 |(2) 平稳分布是指随机过程的状态概率分布在长时间内保持不变的分布。
设平稳分布为π = (π1,π2, π3)，满足πP = π（即π为右特征向量），且所有状态的概率之和为1。
根据πP = π，可以得到如下方程组：π1 = 0.5π1 + 0.1π2 + 0.1π3π2 = 0.2π1 + 0.6π2 + 0.3π3π3 = 0.3π1 + 0.3π2 + 0.6π3解以上方程组可得到平稳分布：π = (0.25, 0.3125, 0.4375)3. 试题：设随机过程X(t)是一个泊松过程，其到达率为λ=1，即单位时间内到达的事件平均次数为1。
(1) 请计算X(t)在t=2时的累计到达次数的概率P{N(2)≤3}。
(2) 计算X(t)的平均到达速率。
4. 答案：(1) 泊松过程具有独立增量和平稳增量的性质，且在单位时间内到达次数服从参数为λ的泊松分布。
所以，P{N(2)≤3} = P{N(2)=0} + P{N(2)=1} + P{N(2)=2} +P{N(2)=3}，其中P{N(2)=k}表示在时间间隔[0,2]内到达的次数为k的概率。
（完整版）随机过程习题答案
（完整版）随机过程习题答案随机过程部分习题答案习题22.1 设随机过程b t b Vt t X ),,0(,)(+∞∈+=为常数，)1,0(~N V ，求)(t X 的⼀维概率密度、均值和相关函数。
解因)1,0(~N V，所以1,0==DV EV ，b Vt t X +=)(也服从正态分布，b b tEV b Vt E t X E =+=+=][)]([ 22][)]([t DV t b Vt D t X D ==+=所以),(~)(2t b N t X ，)(t X 的⼀维概率密度为),(,21);(222)(+∞-∞∈=--x ett x f t b x π，),0(+∞∈t均值函数 b t X E t m X ==)]([)(相关函数)])([()]()([),(b Vt b Vs E t X s X E t s R X ++==][22b btV bsV stV E +++=2b st +=2.2 设随机变量Y 具有概率密度)(y f ，令Yt e t X -=)(，0,0>>Y t ，求随机过程)(t X 的⼀维概率密度及),(),(21t t R t EX X 。
解对于任意0>t，Yt e t X -=)(是随机变量Y 的函数是随机变量，根据随机变量函数的分布的求法，}ln {}{})({);(x Yt P x e P x t X P t x F t Y ≤-=≤=≤=-)ln (1}ln {1}ln {tx F t x Y P t x Y P Y --=-≤-=-≥= 对x 求导得)(t X 的⼀维概率密度xtt x f t x f Y 1)ln ();(-=，0>t)(][)]([)(dy y f e eE t X E t m yt tY X相关函数+∞+-+---====0)()(2121)(][][)]()([),(212121dy y f e e E e e E t X t X E t t R t t y t t Y t Y t Y X 2.3 若从0=t 开始每隔21秒抛掷⼀枚均匀的硬币做实验，定义随机过程=时刻抛得反⾯时刻抛得正⾯t t t t t X ,2),cos()(π试求：（1）)(t X 的⼀维分布函数),1(),21(x F x F 和；（2）)(t X 的⼆维分布函数),;1,21(21x x F ；（3）)(t X 的均值)1(),(X X m t m ，⽅差 )1(),(22X Xt σσ。
(完整word版)随机过程试题带答案
1．设随机变量X 服从参数为λ的泊松分布，则X 的特征函数为 。
2．设随机过程X(t)=Acos( t+),-<t<ωΦ∞∞ 其中ω为正常数，A 和Φ是相互独立的随机变量，且A 和Φ服从在区间[]0,1上的均匀分布，则X(t)的数学期望为 。
3．强度为λ的泊松过程的点间间距是相互独立的随机变量，且服从均值为1λ的同一指数分布。
4．设{}n W ,n 1≥是与泊松过程{}X(t),t 0≥对应的一个等待时间序列，则n W 服从 Γ 分布。
5．袋中放有一个白球，两个红球，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 e tt X ,,3)(，则 这个随机过程的状态空间 。
6．设马氏链的一步转移概率矩阵ij P=(p )，n 步转移矩阵(n)(n)ij P (p )=，二者之间的关系为 (n)n P P = 。
7．设{}n X ,n 0≥为马氏链，状态空间I ，初始概率i 0p P(X =i)=，绝对概率{}j n p (n)P X j ==，n 步转移概率(n)ij p ，三者之间的关系为(n)j i ij i Ip (n)p p ∈=⋅∑ 。
8．设}),({0≥t t X 是泊松过程，且对于任意012≥>t t 则{(5)6|(3)4}______P X X ===9．更新方程()()()()0tK t H t K t s dF s =+-⎰解的一般形式为 。
10．记()(),0n EX a t M M t μ=≥→∞-→对一切，当时，t +a 。
二、证明题（本大题共4道小题，每题8分，共32分）P(BC A)=P(B A)P(C AB)。
1．为it(e-1)e λ。
2． 1(sin(t+1)-sin t)2ωω。
3． 1λ4． Γ 5． 212t,t,;e,e 33⎧⎫⎨⎬⎩⎭。
6．(n)nP P =。
随机过程2009试卷
（2009年）随机过程理论试题学号 姓名 成绩一. 填空(40分)1. 设(,,)P ΩF 是随机试验E 的概率空间，()ξω是定义在它上面的一个随机变量，(,,)R P ξB 是()ξω的导出概率空间，则其中P 是定义在 上的概率测度；P ξ是定义在 上的概率测度。
2. 若已知,( )H X H t X ∈∈且0··()t t l i m X t X →=，则在内积空间中等价地有 ；在距离空间中等价地有 .3. 设(), 1,2,,()i i N t ξω=是一独立同分布的随机变量序列，2()~(,)i N ξωμσ，()N t 是服从参数为λ的Poisson 过程，且()N t 与()i ξω相互独立，记随机和()1()()N t i i X t ξω==∑，则()X t 的矩母函数,()X g t θ= ；{()}E X t = ；{()}D X t = .4. 记(), 0w t t ≥是Wiener 过程，则22()t w t 的Ito 微分22(())d t w t = .5. 设, 0,1,2,n X n =是不可约、有限状态空间的Markov 链，且其一步状态转移矩阵的对角元素均大于零，则该Markov 链的状态特性是 .6. 设某汽车站乘客以平均每分钟4人到达的速率来到车站候车，车站以12分钟发放一辆班车运送顾客，为了提高服务质量，将乘客的人均等车时间缩短2分钟，此时车站应该至少 分钟发送一班车.二.(15分) 一袋中有相同5只小球，其中3只红球，2只白球，红球上记数1，白球上记数2，随机试验E ：随机地从袋中不放回地连续摸出2只小球，观察所摸到的小球情况。
1. 给出随机试验E 的概率空间(,,)P ΩF .2. 记()ξω为所摸出的小球上所记数字之和，试给出()ξω的概率分布律和分布函数。
三.(10分) 设平稳过程(), (,)X t t ∈-∞+∞，均值为0X m =，相关函数为||(),X R e ττ-= ()t s τ=-1. 问()X t 的均值是否具有各态历经性？为什么？2. 试问()X t 在均方意义下是否连续，可导和可积？四.(10分) 设随机变量(),()ξωηω的联合密度函数为2,(,)0, , 0 x e y f x y x λξηλ-⎨<<⎧=⎩其他试求|{}E y ξη=，|{}E ξη和{}E ξ.五.(15分) 设Markov 链, n 0,1,2,,n X =状态空间{1,2,3,4}Φ=，一步转移概率 01001200331200330010P ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦1. 试分析n X 的状态特征(互通性，周期，常返性)；2. n X 是否存在极限概率和平稳分布，若不存在请给出理由；若存在请计算其结果。
随机过程习题及答案
一、1.1设二维随机变量(,)的联合概率密度函数为：试求:在时,求。
解：当时，＝＝1.2 设离散型随机变量X服从几何分布：试求的特征函数，并以此求其期望与方差。
解：所以：2.1 袋中红球，每隔单位时间从袋中有一个白球，两个任取一球后放回，对每对应随机变量一个确定的t⎪⎩⎪⎨⎧=时取得白球如果对时取得红球如果对t et t t X t 3)(.维分布函数族试求这个随机过程的一2.2 设随机过程，其中是常数，与是相互独立的随机变量，服从区间上的均匀分布，服从瑞利分布，其概率密度为试证明为宽平稳过程。
解：（1）与无关（2），所以（3）只与时间间隔有关，所以为宽平稳过程。
2.3是随机变量，且，其中设随机过程U t U t X 2cos )(=求：，.5)(5)(==U D U E.321）方差函数）协方差函数；（）均值函数；（（2.4是其中，设有两个随机过程U Utt Y Ut t X ,)()(32==.5)(=U D 随机变量，且数。
试求它们的互协方差函2.5，试求随机过程是两个随机变量设B At t X B A 3)(,,+=的均值),(+∞-∞=∈T t 相互独若函数和自相关函数B A ,.),()(),2,0(~),4,1(~,21t t R t m U B N A X X 及则且立为多少？3.1一队学生顺次等候体检。
设每人体检所需的时间服从均值为2分钟的指数分布并且与其他人所需时间相互独立，则1小时内平均有多少学生接受过体检？在这1小时内最多有40名学生接受过体检的概率是多少（设学生非常多，医生不会空闲）解：令()N t 表示(0,)t 时间内的体检人数，则()N t 为参数为30的poisson 过程。
以小时为单位。
则((1))30E N =。
4030(30)((1)40)!kk P N ek -=≤=∑。
3.2在某公共汽车起点站有两路公共汽车。
乘客乘坐1,2路公共汽车的强度分别为1λ，2λ，当1路公共汽车有1N 人乘坐后出发；2路公共汽车在有2N 人乘坐后出发。
随机过程试题与答案
随机过程试题与答案《随机过程》试题一、简答题（每小题4分，共16分） 1、φX t =E e jtX2、acos ωt +π3 ,acos ωt ?π4 . (任意两条即可)3、N t 为参数λ的poison 过程，{X n }是独立同分布的随机变量序列，且与N t相互独立，则称Y t = X n N tn=1为复合poison 过程。
4、二重积分 R X s,t dsdt ba b a 存在且有限。
二、（本题10分）解：（1）P N 12 ?N 8 =0 =e ?12. (5分)（2）f T t =3e ?3t t >00t ≤0(10分)三、（本题12分）解：(1){0,3}是正常返的闭集，{1，4}是正常返的闭集，{2}是非常返的。
（4分）（2）对于{0，3}和{1，4}的转移概率矩阵分别为P 1= 0.60.40.40.6 ，P 2= 0.60.40.20.8 (6分)记z 1 =(z 1 1,z 2 1)，z 2 =(z 1 2,z 2 2)，求解方程组z 1 =z 1 P 1， z 1 1 +z 2 1=1z 2 =z 2 P 2, z 1 2 +z 2 2=1得z 1 = 12,12 , z 2 = 13,23 。
则平稳分布为（10分）π= λ1,λ2,0,λ1,2λ2(12分)四、（本题13分）解：（1）Q = ?λλμ?(λ+μ) 0 0λ 00 μ0 0 ?(λ+μ)λμ?μ （4分）前进方程dP(t)dt =P(t)Q （6分）后退方程dP(t)dt=QP(t) （8分）（2）由πQ =0，π=1, π=(π0,π1,π2,π3) 解得平稳分布为π0=1?λμ1? λμ4,π1=λμ 1?λμ1? λμ4,π2=λμ2 1?λμ1? λμ4,π3=λμ3 1?λμ1? λμ4(13分) 五、（本题13分）解：（1）对任意的t 1,t 2,?,t n ∈R ，Z t 1 Z t 2 ?Z t n = t 12t 22?t n2 2t 12t 2?2t n X Y + ?2?2?2?2因X,Y 是相互独立的正态分布，所以 XY 是正态分布，又线性变换的性质可知Z t 1 ,Z t 2 ,?,Z t n T 服从多元正态分布，故Z t 是正态过程。
随机过程期末试题及答案
随机过程期末试题及答案一、选择题（每题5分，共20分）1. 随机过程的数学定义是：A. 一系列随机变量的集合B. 一系列随机事件的集合C. 一系列随机数的集合D. 一系列确定的数列答案：A2. 马尔可夫性指的是：A. 过程的未来状态只依赖于当前状态B. 过程的过去状态只依赖于当前状态C. 过程的未来状态和过去状态都依赖于当前状态D. 过程的未来状态和过去状态都不依赖于当前状态答案：A3. 泊松过程的特征是：A. 事件在连续时间内均匀且独立地发生B. 事件在离散时间内均匀且独立地发生C. 事件在连续时间内非均匀且独立地发生D. 事件在离散时间内非均匀且独立地发生答案：B4. 布朗运动是：A. 一种确定性过程B. 一种随机游走过程C. 一种马尔可夫过程D. 一种泊松过程答案：C二、填空题（每题5分，共20分）1. 随机过程的数学定义是一系列______的集合。
答案：随机变量2. 马尔可夫链的基本性质是______。
答案：无后效性3. 泊松分布的参数λ表示单位时间内事件发生的______。
答案：平均次数4. 布朗运动的增量具有______性。
答案：独立三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述随机过程与随机变量的主要区别。
答案：随机变量是单个的随机试验结果，而随机过程是一系列随机试验结果的集合，具有时间序列特性。
2. 描述马尔可夫链的无后效性。
答案：无后效性指的是马尔可夫链的未来状态只依赖于当前状态，而与过去状态无关。
3. 说明泊松过程的独立增量特性。
答案：泊松过程的独立增量特性指的是在不相交的时间间隔内发生的事件是相互独立的。
四、计算题（每题15分，共30分）1. 设随机过程{X(t)}为泊松过程，参数λ=3，求t=2时的事件数的分布。
答案：泊松分布，参数λ=6。
2. 给定马尔可夫链的状态转移矩阵P和初始状态分布π，求马尔可夫链在第n步的状态分布。
答案：根据马尔可夫链的性质，第n步的状态分布为πn = πP^n。
随机过程考试试题及答案详解
随机过程考试试题及答案详解1、（15分）设随机过程C t R t X +⋅=)(，),0(∞∈t ，C 为常数，R 服从]1,0[区间上的均匀分布。
（1）求)(t X 的一维概率密度和一维分布函数； （2）求)(t X 的均值函数、相关函数和协方差函数。
【理论基础】 （1（2F (（3(F （4，（1)(t X 为],[t C C +上的均匀分布，因此其一维概率密度⎪⎩⎪⎨⎧+≤≤=其他,0,1)(tC x C t x f ，一维分布函数⎪⎩⎪⎨⎧+>+≤≤-<=t C x t C X C tCx C x x F ,1,,0)(；（2）根据相关定义，均值函数C tt EX t m X +==2)()(； 相关函数2)(231)]()([),(C t s Cst t X s X E t s R X +++==； 协方差函数12)]}()()][()({[),(stt m t X s m s X E t s B X X X =--=（当t s =时为方差函数） 【注】)()()(22X E X E X D -=；)()(),(),(t m s m t s R t s B X X X X -=求概率密度的通解公式|)(|/)(|)(|)()(''y x y f x y y f x f t ==2、（15分）设{}∞<<∞-t t W ),(是参数为2σ的维纳过程，)4,1(~N R 是正态分布随机变量；且对任意的∞<<∞-t ，)(t W 与R 均独立。
令R t W t X +=)()(，求随机过程{}∞<<∞-t t X ),(的均值函数、相关函数和协方差函数。
【解答】此题解法同1题。
依题意，|)|,0(~)(2t N t W σ，)4,1(~N R ，因此R t W t X +=)()(服从于正态分布。
故：均值函数1)()(==t EX t m X ；相关函数5)]()([),(==t X s X E t s R X ；协方差函数4)]}()()][()({[),(=--=t m t X s m s X E t s B X X X （当t s =时为方差函数） 3、（10分）设到达某商场的顾客人数是一个泊松过程，平均每小时有180人，即180=λ；且每个顾客的消费额是服从参数为s 的指数分布。
最新-期末随机过程试题及答案资料
《随机过程期末考试卷》1．设随机变量X 服从参数为λ的泊松分布，则X 的特征函数为 。
2．设随机过程X(t)=Acos( t+),-<t<ωΦ∞∞ 其中ω为正常数，A 和Φ是相互独立的随机变量，且A 和Φ服从在区间[]0,1上的均匀分布，则X(t)的数学期望为 。
3．强度为λ的泊松过程的点间间距是相互独立的随机变量，且服从均值为 的同一指数分布。
4．设{}n W ,n 1≥是与泊松过程{}X(t),t 0≥对应的一个等待时间序列，则n W 服从 分布。
5．袋中放有一个白球，两个红球，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 e tt X ,,3)(，则 这个随机过程的状态空间 。
6．设马氏链的一步转移概率矩阵ij P=(p )，n 步转移矩阵(n)(n)ij P (p )=，二者之间的关系为 。
7．设{}n X ,n 0≥为马氏链，状态空间I ，初始概率i 0p P(X =i)=，绝对概率{}j n p (n)P X j ==，n 步转移概率(n)ij p ，三者之间的关系为 。
8．设}),({0≥t t X 是泊松过程，且对于任意012≥>t t 则{(5)6|(3)4}______P X X ===9．更新方程()()()()0tK t H t K t s dF s =+-⎰解的一般形式为 。
10．记()(),0n EX a t M M t μ=≥→∞-→对一切，当时，t +a 。
二、证明题（本大题共4道小题，每题8分，共32分）1.设A,B,C 为三个随机事件，证明条件概率的乘法公式：P(BC A)=P(B A)P(C AB)。
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。
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 p l l ∈=∑ ，称此式为切普曼—科尔莫哥洛夫方程，证明并说明其意义。
随机过程试卷(更新)
随机过程试卷一、简答1.随机过程的正交、互不相关和互相独立及其相互关系。
答：教材P49①如果对任意的12,,n t t t 和12,,m t t t ''' 有 12121212(,,;,,;,,;,,)XY n n m m f x x x t t t y y y t t t ''' 12121212(,,;,,)(,,;,,)X n n Y m m f x x x t t t f y y y t t t '''= 则称()X t 和()Y t 之间是相互独立的。
②两个随机过程()X t 和()Y t ，如果对任意的1t 和2t 都有互协方差函数为0，即12(,)0XY C t t =则称()X t 和()Y t 之间互不相关。
两个互相独立的随机过程必不相关，反之不一定。
（高斯随机过程的互不相关与互相独立等价）③两个随机过程()X t 和()Y t ，如果对任意的12,t t T ∈，其互相关函数等于零，即12(,)0XY R t t =则称()X t 和()Y t 之间正交。
而且正交不一定互不相关。
（均值为零的两随机过程正交与互不相关等价）2.随机过程的各态历经性及实际意义。
答：教材P65~69平稳过程的各态历经性，用数学语言来说，即关于（充分长）时间的平均值，近似地等于观察总体的集合平均值。
如对均方连续的实平稳过程{}(),(,),[()]X X t t m E X t ∈-∞∞=是()X t 的均值，是平稳过程中所有可能出现的曲线（样本函数）的集合平均值。
而对()X t 中任一现实曲线()x t ，1()d 2T T Tm x t t T-=⎰是()x t 在[,]T T -对时间t 的平均值，称为时间平均值。
显然()X t 的每一曲线都在X m 的上下波动，则可以想象，当T 充分长时该现实曲线()x t 可以很好地代表实平稳过程{}(),(,)X t t ∈-∞∞的整个性质，如T X m m ≈。
随机过程习题和答案.doc
一、设二维随机变量(,)的联合概率密度函数为：试求:在时,求。
解：当时，＝＝设离散型随机变量X服从几何分布：试求的特征函数，并以此求其期望与方差。
解：所以：袋中有一个白球，两个红球，每隔单位时间从袋中任取一球后放回，对每一个确定的t对应随机变量X(t)t3te如果对如果对t时取得红球t时取得白球试求这个随机过程的一维分布函数族.设随机过程，其中是常数，与是相互独立的随机变量，服从区间上的均匀分布，服从瑞利分布，其概率密度为试证明为宽平稳过程。
解：（1）与无关（2），所以（3）只与时间间隔有关，所以为宽平稳过程。
设随机过程X(t)U cos2t U E(U)5，D(U)5.求：，其中是随机变量，且（1）均值函数；（2）协方差函数；（3）方差函数.设有两个随机过程X(t)Ut2Y(t)Ut3,U随机变量，且D(U)5.，其中是试求它们的互协方差函数。
设A,B,X(t)At3B t T(,)的均值是两个随机变量试求随机过程，函数和自相关函数.A,B,~(1,4),~(0,2),()(,)若相互独立且A N B U则m X t及R X t1t2为多少？一队学生顺次等候体检。
设每人体检所需的时间服从均值为2分钟的指数分布并且与其他人所需时间相互独立，则1小时内平均有多少学生接受过体检在这1小时内最多有40名学生接受过体检的概率是多少（设学生非常多，医生不会空闲）解：令N(t)表示(0,t)时间内的体检人数，则N(t)为参数为30的poisson过程。
以小时为单位。
则E(N(1))30。
40k(30) P(N(1)40)ek!k030。
在某公共汽车起点站有两路公共汽车。
乘客乘坐1,2路公共汽车的强度分别为1，2，当1路公共汽车有N人乘坐后出发；2路公共汽车1在有N2人乘坐后出发。
设在0时刻两路公共汽车同时开始等候乘客到来，求（1）1路公共汽车比2路公共汽车早出发的概率表达式；（2）当N1=N，1=22时，计算上述概率。
随机过程及其应用试卷08、09年
随机过程及其应用试卷08、09年2008级硕士生随机过程考试题1、（10分）设有随机过程{ξ(t )，-∞<="">()()112311212(a)=cos cos (b)C =cos cos 1212R t ,t t t t ,t t t ξξξξ试证：2、（10分）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。
3、（10分）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。
4、（15分）把两个黑球和两个白球放在两个坛子中，每次从每个坛子中随机的取出一球，然后把被取出的球交换放到坛子里。
设ξ(n )表示n 次交换后第一个坛子里的白球数。
（1）说明ξ(n )构成一个齐次马尔科夫链，并写出状态空间；（2）写出一步、二步转移概率矩阵。
5、（10分）设{ξ(n )，n =0,1,2,…}是一齐次马尔科夫链，其一步转移概率矩阵为0.500.50000.2500.750=000.300.70.250.500.2500.300.300.4P试分析状态类型。
6、（15分）设有两个通信信道，每个信道的正常工作时间服从指数分布其参数为λ，两个信道何时产生中断是相互独立的。
信道一旦中断，立刻进行维修，其维修时间也服从指数分布其参数为μ。
两个信道的维修时间也是相互独立的。
将系统中中断的信道数作为系统状态。
（1）求出这两个信道组成的系统的Q 矩阵；（2）画出状态传递率图。
（3）列出平衡方程。
7、（15分）在噪声背景中提取周期信号是通信工程中的一个重要问题。
例如在雷达接收机的输出端存在着周期信号的回波信号，又存在着随机噪声，雷达技术中一个重要问题就是要在噪声背景中识别是否有周期信号的存在。
随机过程题库(内含大部分第14讲习题答案)
#00001设ζ，η为相互独立，数字期望均为0、方差均为1的随机变量，令ζ（t ）=ζ+ηt ，求ζ（t ）的均值、方差和相关函数。
*00001解：;0)()()]([)(1=+==ηξξμtE E t E ttsE E s t tsE E s t E s t R t D t D t D t D t x x +=+++==+=+=+==1)()()()()()]()([),(;1)()()()]([)(22222ηξμξξξηξηξξσ#00002设g(t)为下图所示的以周期为L 的矩形波，η的分布列为令ζ(t)=ηg(t)，t ∈R 1，求随机过程ζ(t)，t ∈R 1的均值、方差和相关函数。
*00002解：0]21)1(21)[()]([)]([)(1=⋅-+===t g t g E t E t ηξμ)()()()()()]()([),();()()()]([)]([)(22222s g t g E s g t g s g t g E s t R t g E t g t g D t D t x x ==⋅==⋅===ηηηηηξσ#00003设⎩⎨⎧-=内呼叫次数为奇数在内科叫次数为偶数在],0[,1],0[,1t t t ς且在时间(t 0,t 0+t)内发生k 次呼叫的概率与t 0无关并且为)(,!)()(1R t k t et P ktk ∈⋅=-λλ 其中λ>0，k=0，1，2，…。
求：（1）P{在（0,t ）呼叫次数为偶数}，（2）ξt 的均值函数;(3) ξt 的相关函数。
*00003解：（1）P{在[0，5]内发生偶数次“随机点”}t t t e t p t p t tλλλλλcosh 3}!4)(!2)(1{)()(4220--=+++=++=（2）显然tt t t t t t e e e t t e te t e E λλλλλλλλλλξ2)sinh (cosh sinh )1(cosh 1)(------=⋅=-=⋅-+⋅= （3）||22121),(t t X e t t R --=λ#00004证明贝努里试验构成一个齐次马氏链，并求齐次马氏链的一步转移概率矩阵。
清华大学随机过程答案1
Rξξ (n1 , n2 ) = p2 + q 2 − 2pq 常见错误： 把随机过程 {η (n)} 的自相关函数和 {ξ (n)} 的搞混淆。认为 η (n1 ) 和 η (n2 ) 独立。 4. ([1] 第一章习题 7) 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，求 {ξ (t)} 的自相关函数 Rξ (t1 , t2 )，自协方差函数 Cξ (t1 , t2 )。 参考答案： Rξ (t1 , t2 ) = E {η cos t1 η cos t2 } { } = E η 2 cos t1 cos t2 ∫ 1 = η 2 dη cos t1 cos t2
8.（[2] 第一章习题 1) 设随机过程 ξ (t) = V sin ωt，其中 ω 为常数，V 为服从 (0, a) 内均匀 分布的随机变量。 (1) 画出 ξ (t) 的某一条样本轨道。 (2) 求 ξ (0)，ξ (π/4ω )，ξ (π/2ω )，ξ (5π/4ω ) 的概率密度。 概念复习： 连续状态连续时间随机变量的一维分布 参考答案： a 时，一条样本轨道为典型的正弦曲线。 2 (2) ξ (0) = 0，fξ(0) (x) = δ (x)；ξ (π/2ω ) = V ，其概率密度同 V 一样。 √ a 2, 0 < x < √ (π) V a 2 = √ , fξ( π ) (x) = ξ 4ω 0, 其他 4ω 2 (1) V = ( ξ 5π 4ω ) √ a 2, −√ <x<0 V a 2 = − √ , fξ( 5π ) (x) = 4ω 2 0, 其他
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]。
(完整版)随机过程习题.doc
随机过程复习一、回答： 1 、 什么是宽平稳随机过程？2 、 平稳随机过程自相关函数与功率谱的关系？3 、 窄带随机过程的相位服从什么分布？包络服从什么分布？4 、什么是白噪声？性质？二、计算：1 、随机过程 X (t) Acos t + Bsin t ，其中 是常数， A 、B 是相互独 立统计的高斯变量， 并且 E[A]=E[B]=0 ， A2 ]=E[ B 2 ]= 2 。
求： X (t)E[ 的数学期望和自相关函数？2 、判断随机过程 X (t )A cos( t) 是否平稳？其中 是常数，A 、 分别为均匀分布和瑞利分布的随机变量，且相互独立。
af ( )12；f A ( a)a2e 2 2a 023 、求随机相位正弦函数 X (t)A cos( 0 t) 的功率谱密度， 其中 A 、 0是常数， 为[0,2 ]内均匀分布的随机变量。
4 、求用 X (t ) 自相关函数及功率谱表示的 Y (t ) X (t) cos(0 t)的自相关函数及谱密度。
其中， 为[0,2 ]内均匀分布的随机变量， X (t ) 是与 相互独立的随机过程。
5 、设随机过程 { X (t ) Acos( 0t Y),t} ，其中 0 是常数， A 与 Y是相互独立的随机变量， Y 服从区间 (0,2 ) 上的均匀分布， A 服从瑞利分布，其概率密度为x 2x2e 2 2x 0f A (x)0 x 0试证明 X (t ) 为宽平稳过程。
解：（ 1） m X (t) E{ Acos(0 t Y)} E( A)E{cos( 0t Y )}x 2x22e 2 2 dxy)dy 0 与 t 无关2 cos( 0t 0（ 2） X 2 (t)E{ X 2 (t )}E{ A cos( 0t Y)}2E( A 2 ) E{cos 2 ( 0t Y )} E( A 2 )3x2tE( A 2)x1 2t2e 2 2dt ， 2 e 22dx2tttte 2 2|0e 2 2 dt2 2e 2 2|0 22所以X2(t )E{ X 2 (t )}（3） R X (t 1,t 2 ) E{[ A cos( 0t 1 Y)][ A cos( 0t 2 Y )]}E[ A 2] E{cos(0t1Y ) cos( 0t 2 Y)}22 2 10t10t 2 y) cos 0 (t 2 t 1)] 1 dy[cos(222cos 0(t 2 t 1 )只与时间间隔有关，所以 X (t ) 为宽平稳过程。
随机过程试题及答案
随机过程试题及答案一、单项选择题（每题2分，共10分）1. 随机过程的数学定义是什么？A. 一系列随机变量的集合B. 一系列随机事件的集合C. 一系列随机数的集合D. 一系列随机函数的集合答案：A2. 马尔可夫链的无记忆性是指什么？A. 未来的状态只依赖于当前的状态B. 未来的状态只依赖于过去的状态C. 未来的状态只依赖于过去和现在的状态D. 未来的状态不依赖于任何状态答案：A3. 布朗运动的增量具有什么性质？A. 独立性B. 均匀分布C. 正态分布D. 指数分布答案：A4. 随机过程的平稳性是指什么？A. 过程的统计特性随时间不变B. 过程的统计特性随时间变化C. 过程的状态随时间不变D. 过程的状态随时间变化答案：A5. 泊松过程是哪种类型的随机过程？A. 连续时间随机过程B. 离散时间随机过程C. 离散空间随机过程D. 连续空间随机过程答案：A二、填空题（每题2分，共10分）1. 随机过程的样本函数是定义在时间轴上的______函数。
答案：随机2. 随机过程的独立增量性质是指在不相交的时间间隔内，随机过程的增量是______的。
答案：相互独立3. 随机过程的遍历性是指在足够长的时间后，随机过程的统计特性将______。
答案：趋于稳定4. 随机过程的平稳性分为严格平稳和______平稳。
答案：宽5. 一个随机过程的自相关函数是描述该过程在不同时间点的______的函数。
答案：相关性三、简答题（每题10分，共20分）1. 简述什么是随机过程的遍历性。
答案：随机过程的遍历性是指在足够长的时间后，随机过程的统计特性将趋于稳定，即过程的统计特性不随时间变化而变化，表现出一种长期的行为模式。
2. 描述随机过程的平稳性与独立增量性质的区别。
答案：随机过程的平稳性是指过程的统计特性随时间不变，即在任意时间点上，过程的统计特性都相同。
而独立增量性质是指在不相交的时间间隔内，随机过程的增量是相互独立的，即一个时间间隔内的增量不影响另一个时间间隔内的增量。
随机过程试题及答案
随机过程试题及答案一、单项选择题（每题2分，共10分）1. 随机过程的数学定义中，通常需要满足哪些条件？A. 样本空间、概率测度、随机变量B. 样本空间、概率测度、随机函数C. 样本空间、随机变量、随机函数D. 概率测度、随机变量、随机函数答案：B2. 马尔可夫链的无记忆性指的是什么？A. 过程的未来状态仅依赖于当前状态B. 过程的未来状态仅依赖于过去的状态C. 过程的未来状态依赖于当前和过去的状态D. 过程的未来状态依赖于所有历史状态答案：A3. 在随机过程中，如果一个过程的任何有限维分布都是联合正态的，则称该过程为什么？A. 正态过程B. 高斯过程C. 联合正态过程D. 多元正态过程答案：B4. 以下哪个不是平稳随机过程的性质？A. 一阶矩不随时间变化B. 任意两个不同时间点的协方差仅依赖于时间差C. 过程的均值随时间变化D. 过程的自相关函数仅依赖于时间差答案：C5. 随机过程的谱密度函数与自相关函数之间的关系是什么？A. 互为傅里叶变换B. 互为拉普拉斯变换C. 互为Z变换D. 互为梅林变换答案：A二、填空题（每题3分，共15分）1. 如果随机过程的样本路径是连续的，则称该过程为_________。
答案：连续过程2. 随机过程的样本函数是定义在时间轴上的_________。
答案：随机变量3. 对于一个平稳过程，其自相关函数R(τ)仅依赖于时间差τ，而不依赖于绝对时间t，即R(t1, t2) = R(t1 - t2) = R(τ)，其中τ = t2 - t1。
这种性质称为_________。
答案：时间平移不变性4. 随机过程的遍历性是指过程的_________等于其统计平均。
答案：时间平均5. 随机过程的遍历性分为_________遍历性和_________遍历性。
答案：强，弱三、简答题（每题10分，共20分）1. 简述什么是泊松过程，并给出其概率质量函数。
答案：泊松过程是一种描述在固定时间或空间间隔内随机事件发生次数的随机过程。
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2009年清华大学博士生入学考试专业课试卷
电子工程系《随机过程》
（考后回忆版本，有些内容不是很精确，但知识点不会有错）
一：简答（约30分）
1：根据题设写出马氏链的转移矩阵并计算。
三阶马氏矩阵，其中有一些，计算几步后的转移概率，较简单。
2：忘记，较简单。
3：按应用类型列举随机过程并分类。
(具体题目的要求可能记得不是很准确了，但回答过程记得。
例如高斯过程，属于二阶矩，宽平稳等于严平稳。
反正把知道的典型过程的定义和性质都写出来，并且写多点，就好像得分了。
) 二：设随机过程()()N t Y t X =，其中N(t)是参数为λ>0的泊松过程，随机变量X 与N(t)相互独立，P{X=1}=P{X=-1}=1/2，问此过程是否平稳？证明之。
(此题印象不准确了) （约20分）
三：假定银行有N 个服务台，各个服务台为一个顾客服务所需要的时间是独立同指数分布的随机变量，参数为λ。
有N+1 个顾客同时到达了银行，其中一个顾客为了攒“人品”，主动发扬风格，让其他N 个人先接受服务，自己等待；当先接受服务的人中有人服务结束离开后，该好心人开始接受服务。
试计算，该好心人成为N+1 个人中最后一个完成服务离开的人的概率。
（约30分） 注：四、五两题选作一题即可，两题都做取得分高者给分。
四：甲乙二人抛硬币，甲抛到背面换乙抛，乙抛到背面换甲抛。
甲抛正面的概率为P 1, 乙抛正面的概率为P 2。
（约20分）
1：平稳后，甲抛掷硬币的概率。
2：甲第10次抛正面、甲第11次抛正面、乙第12次抛正面、甲第13次抛正面的概率。
五：设平稳过程输入x(t)输入到如下所示的平均电路。
（约20分）
1：证明系统的冲击响应为h(t)。
1,0()0,t T h t T ⎧≤≤⎪=⎨⎪⎩其它
2：证明y(t)的功率谱密度为22()[()sin (/2)]/(/2)Y X S S T T ωωωω=。
3：如果该电路的输入为平稳随机过程，其协方差函数为
200||(1),||()0,X X T T C τσττ⎧-≤⎪=⎨⎪⎩
其它，求输出过程的方差()Y D τ。