(檀)随机过程综合练习新版

内容发布更新时间 : 2024/11/18 4:47:34星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

?服从标准正态分布,所以E??0,D??1………………………………………(2分)

E[Y(t)]?E[X(t)]?E??0 ………………………………………(4分)

又因为t?0,X(t)都与?相互独立

Cov[Y(s),Y(t)]?E[Y(s)Y(t)]?E{[X(s)??][X(t)??]} ………………(6分)

?E[X(s)X(t)]?E[X(s)?]?E[X(t)?]?E?2

?Cov[X(s),X(t)]?1 ………………………………………(8分)

2 ??X(min{s,t})?1 ………………………………………(10分)

7.解:利用数学期望的性质可得,

(2分) CZ(s,t)?E??(X?Ys)?(?X??Ys)??(X?Yt)?(?X??Yt)??…………… ?E??(X??X)?(Ys??Ys)??(X??X)?(Yt??Yt)?? ?E(X??X)?E?(X??X)t(Y??Y)?

2 ?E?(X??X)s(Y??Y)??Est(Y??Y)2…………(8分) ?DX?(s?t)Cov(X,Y)?stDY

??1?(s?t)??st?2 …………………………………(10分) 8.解:

RY(t1,t2)?E{[X(t1?a)?X(t1)][X(t2?a)?X(t2)]} ……………(2分)

22 ?E[X(t1?a)X(t2?a)]?E[X(t1?a)X(t2)]?E[X(t1)X(t2?a)]?E[X(t1)X(t2)]

?RX(t1?a,t2?a)?RX(t1?a,t2)?RX(t1,t2?a)?RX(t1,t2)…………(10分)

9. 解:根据题意知顾客的到达率为

0?t?3?5?5t? ?(t)??203?t?5 …………………………(3分)

?20?2(t?5)5?t?9?mX(1.5)?mX(0.5)??(5?5t)dt?10 …………………………(6分)

0.51.5P{X(1.5)?X(0.5)?0}?e?10 …………………………(10分)

10.解:设{X(t),t?0}表示到达商店的顾客数,?i表示第i个顾客购物与否,即

?1第i个顾客购物 ?i??0第i个顾客不购物?则由题意知?i独立同分布.且与X(t)独立

P(?i?1)?p,P(?i?0)?1?p

X(t)因此,Y(t)?由题意求

??i?1i是复合泊松过程,表示(0,t)内购买商品的顾客数,………(5分)

?X(t)???X(t)?P{Y(t)?0}?P???i?0???P???i?0,X(t)?k?

?i?1?k?0?i?1??k? ??P?X(t)?k?P???i?0? ……………………(10分)

k?0?i?1??(?t)k??tk(?qt)k??t ?? e?q?e?k!k!k?0k?0?? ?e??te?qt?e??pt …………………………(15分)

11.证明: P{Y(t??)?Y(t)?n}

?P{X1(t??)?X2(t??)?X1(t)?X2(t)?n} ?P{X1(t??)?X1(t)?X2(t??)?X2(t)?n} ??P{Xi?0nn1 (t??)?X1(t)?i,X2(t??)?X2(t)?n?i} …………(5分) (t??)?X1(t)?i}?P{X2(t??)?X2(t)?n?i}………(10分)

??P{Xi?01(?1?)i??1?(?2?)n?i??2? ?? e?ei!(n?i)!i?0n ?e?(?1??2)?[(?1??2)?]n? n?0,1,2?

n!故Y(t)是具有参数?1??2的泊松过程 ……………………………(15分) 12. 解:设N(t)为在时间[0,t]内的移民户数,其是强度为2的泊松过程,Yi表示每户的

N(t)人数,则在[0,t]内的移民人数X(t)??Yi?1i是一个复合泊松过程。

……………………………………(2分)

Yi是独立同分布的随机变量,其分布为

Yi P EYi?1 2 3 4 1 6156EYi2?1 31 31 643 …………………………(4分) 6mX(5)?EN(5)?EY1?2?5?15?25 …………………………(7分) 6?X(5)?DN(5)?EY12?2?5?43215? …………………………(10分) 6313.解:以A记时间2t内呼叫n次的事件,记第一时间间隔内呼叫为Hk,则P(Hk)?Pt(k),第二时间间隔内P(A|Hk)?Pt(n?k)成立,于是 P2t(n)??P(k)P(n?k)??k!ettk?0k?0nnn?k???n?k(n?k)! e??……………………(4分)

e?2? ?n!e?2?nnk ???Cn …………………………(8分)?n!k?0k!(n?k)!k?0?n?n!(2?)n?2?e ………………………………………(10分) ? n!14.解:由题意,顾客到达数N(t)是强度为?的泊松过程,则顾客到达的时间间隔{Xn,n?1}服从参数为?的指数分布,

?30e?30xfX(x)???0x?0 ……………………………………(4分) x?0??2 P{X?}??230e?30xdx?e?1 ……………………………(10分)

606015.解:设X(t)是t年进入中国上空的流星数,X(t)为参数??10000的齐次泊松过程

1??1,第i个流星落于地面?0??设Yi??i?1,2,? 即Yi~?? 0.99990.00010,第i个流星不落于地面???X(t)由题意知,W??Y是一个复合泊松过程 …………………………………(5分)

ii?1 EW?EX(t)?EY1?11?10000?0.0001? 12122 VarW?VarX(t)?EY1?11?10000?12?0.0001? 1212W是参数为?p?1的泊松过程 ……………………………………………(10分)

P{W?2}?1?P{W?1}?1?P{W?0}?P{W?1}

11()0?1()1?111??11212 ?1?(15分) e12?e12?1?e12?e12 ………………

0!1!1216.解: 以N(t)表示在[0,t)内通过的车辆数,设{N(t),t?0}是泊松过程,则

(?t)k??te,k?0,1,2,? ……………………………… P{N(t)?k}?(2分) k! P{N(1)?0}?e??(5分) ?0.2???ln5 ………………………………

P{N(2)?1}?1?P{N(2)?1}?1?P{N(2)?0}?P{N(2)?1} ?1?e?2??2?e?2??242?ln5 ………………………(10分) 252517.解:由题意,顾客到达数N(t)是强度为?的泊松过程,则顾客到达的时间间隔{Xn,n?1}服从参数为?的指数分布,

?30e?30xfX(x)???04x?0 ……………………………………(4分) x?04}??6030e?30xdx?1?e?2 ………………………… P{X?(10分)

06018.解:设Z(t)为在[0,t]内来到的顾客数,Z(t)为参数??6的齐次泊松过程,

Yi是每个顾客订阅年限的概率分布,且Yi独立同分布,

Z(t)由题意知,X(t)??Yi?1i为[0,t]内得到的总手续费,是一个复合泊松过程

…………………………………(5分)

EY1?1?11110?2??3?? 2366EY12?12?11120?22??32?? …………………………………(8分) 236610?10t 62EX(t)?EZ(t)?EY1?6t? VarX(t)?VarZ(t)?EY1?6t?20?20t ……………………(15分) 619.解:N (t)表示在[0,t)内到达的顾客数,显然{ N (t), t≥0}是泊松过程,??2,则当t=2时,N(5)服从泊松过程

(2?5)k?2?5e,k?0,1,2,? ………………………(5分) P{N(5)?k}? k!故E[N(5)]?10;D[N(5)]?10

P{N(5)?1}?1?P{N(5)?0}?1?e?10 ………………………(10分) 20.解:因为维修次数与使用时间有关,所以该过程是非齐次泊松过程,强度函数

?1/2.50?t?5 ?(t)??1/25?t?10?则 ?(10)??100?(t)dt??1011dt??dt?4.5 ………………………(6分) 02.5525 P{N(10)?N(0)?1}?e?4.54.5!9?2?e ………………………(10分) 1!2921.证明:设X(t)的两个相邻事件的时间间隔为?,依独立性有

(?Y?)k??Y?e P{[Y(t??)?Y(t)]?k}? ………………………(2分) k! 而X(t)的不同到达时刻的概率密度函数为

??Xe??X? fX(?)???0??0others ………………………(4分)

由于X(t)是泊松过程,故Y(t)恰好有k个事件发生的概率为

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