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1、3、(10 分)某商店顾客的到来服从强度为4 人每小时的Poisson过程,已知商店9:00 开门,试求:(1)在开门半小时中,无顾客到来的概率;(2)若已知开门半小时中无顾客到来,那么在未来半小时中,仍无顾客到来的概率。3、解:设顾客到来过程为N(t),t=0,依题意N(t)是参数为的 Poisson过程。(1)在开门半小时中,无顾客到来的概率为:1422102P Nee(2)在开门半小时中无顾客到来可表示为102N,在未来半小时仍无顾客到来可表示为1102NN,从而所求概率为:1412211(1)0|02211(1)0|00221(1)02P NNNP NNNNP NNee4、(15 分)
2、设某厂的商品的销售状态(按一个月计)可分为三个状态:滞销(用1 表示)、正常(用 2 表示)、畅销(用3 表示)。若经过对历史资料的整理分析,其销售状态的变化(从这月到下月)与初始时刻无关,且其状态转移概率为pij(pij表示从销售状态i 经过一个月后转为销售状态 j 的概率),一步转移矩阵为:名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页,共 10 页 -61326195913102121P试对经过长时间后的销售状况进行分析。4、解答:由一步转移概率矩阵可知状态互通,且pii0,从而所有状态都是遍历状态,于是极限分布就是平稳分布。设平稳分布为=1,2,3,求解方程组:=P,1+2+
3、3=1 即:1619532912161312132133223211321得:236,239,238321即极限分布为:236,239,238由计算结果可以看出:经过相当长时间后,正常销售状态的可能性最大,而畅销状态的可能性最小。3 简述 Poisson 过程的随机分流定理答:设tN 为强度为的 poisson 过程,如果把其相应的指数流看成顾客流,用与此指数流相互独立的概率p,把每个到达的顾客,归入第一类,而以概率1-p 把他归入第二类。对i=1,2,记()itN为 t 前到达的第 i 类顾客数,那么(1)(2):0,:0ttNtNt分名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页
4、,共 10 页 -别为强度为 p与(1-p)的 poisson 过程,而且这两个过程相互独立。4 简述 Markov链与 Markov 性质的概念答:如果随机变量是离散的,而且对于0n及任意状态01111001,(|,)(|)nnnnnnni j iipjiiipji都有,该随机序列为 Markov 链,该对应的性质为Markov 性质。5.简述 Markov 状态分解定理答:(1)Markov链 的 状 态 空 间S可 惟 一 分 解 为12STHH,其中 T为暂态的全体,而iH 为等价常返类。(2)若 Markov 链的初分布集中在某个常返类kH上,则此 Markov 链概率为 1 地永远
5、在此常返类中,也就是说,它也可以看成状态空间为kH的不可约 Markov 链。7 什么是随机过程,随机序列?答:设 T 为0,+)或(-,+),依赖于 t(tT)的一族随机变量(或随机向量)t 通称为随机过程,t 称为时间。当 T为整数集或正整数集时,则一般称为随机序列。8.什么是时齐的独立增量过程?答:称随机过程 t:t0为独立增量过程,如果对于01,0,nnttt起始随机变量及其后的增量s ts是相互独立的随机变量组;如果s ts的分布不依赖于 s,则此独立增量过程又称为时齐的独立增量过程。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页,共 10 页 -4设随机过程()cos2,
6、(,),X tXt tX是标准正态分布的随机变量。试求数学期望()tE X,方差()tD X,相关函数12(,)XRt t,协方差12(,)XCt t。解:因为2()coXtXt,(1)所以()(tEXEX(2)22()(cos2)cos 2()cos 2,tD XD XttD Xt(2)21212(,)()()cos2cos2 cos 2,XRt tE X t X tE XtXtt(2)212121212(,)(,)()()(,)cos 2.XxxCt tR t tE t E tR t tt2.设顾客以每分钟2人的速率到达,顾客流为泊松流,求在2 分钟内到达的顾客不超过3 人的概率。解:设N
7、(t),t0是 顾 客 到 达 数 的 泊 松 过 程,2,故k-4(4)P N(2)=kek!,则-3PN(2833、(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;且每个顾客的消费额是服从参数为s的指数分布。求一天内(8 个小时)商场营业额的数学期望与方差。由题意可知,每个顾客的消费额Y是服从参数为s的指数分布,由指数分名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页,共 10 页 -布的性质可知:21)(,1)(sYDsYE,故222)(sYE,则由复合泊松过程的性质可得:一天内商场营业额的数学期望)(1808)8(YEmX;一天内商场营业额的
8、方差)(1808)8(22YEX。6、(15 分)设(),0N t t是参数为的泊松过程,计算()()E N t N ts。【解答】222()()()()()()()()()()()()()()()(1)E N t N tsE N tN tsN tN tE N tN tsN tEN tE N tE N tsN tEN ttstttts2.1 设随机过程btbVttX),0(,)(为常数,)1,0(NV,求)(tX的一维概率密度、均值和相关函数。解 因)1,0(NV,所以1,0 DVEV,bVttX)(也服从正态分布,bbtEVbVtEtXE)(22)(tDVtbVtDtXD所以),()(2tb
9、NtX,)(tX的一维概率密度为),(,21);(222)(xettxftbx,),0(t均值函数btXEtmX)()(名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页,共 10 页 -相关函数)()()(),(bVtbVsEtXsXEtsRX22bbtVbsVstVE2bst2.4 设有随机过程)sin()cos()(tBtAtX,其中为常数,BA,是相互独立且服从正态分布),0(2N的随机变量,求随机过程的均值和相关函数。解 因BA,独立,),0(2NA,),0(2NB所以,2,0BDADBEAE均值)sin()cos()()(tBtAEtXEtmX0)sin()cos(BEtAE
10、t相关函数)sin()cos()(sin()cos()()(),(22112121tBtAtBtAEtXtXEttRX1221212212sincossincossinsincoscosttABttABttBttAEsinsincoscos221221BEttAEtt)sinsincos(cos21212tttt)(cos212tt2 独立地重复抛掷一枚硬币,每次抛掷出现正面的概率为p,对于2n,令32,1,0或nX,这些值分别对应于第n-1 次和第 n 次抛掷的结果为(正,名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页,共 10 页 -正),(正,反),(反,正),(反,反),求马
11、尔可夫链,2,1,0,nXn的一步和二步转移概率矩阵。解 对应状态为正,正)(0,1(正,反),2(反,正),3(反,反)pPp(00(正,正)正,正),qPp(01(正,正)正,反)0(20(正,正)反,正)Pp(不可能事件)0(30(正,正)反,反)Pp(不可能事件)同理可得下面概率0(10(正,反)正,正)Pp,0(11(正,反)正,反)PppPp(12(正,反)反,正),qPp(13(正,反)反,反)pPp(20(反,正)正,正),qPp(21(反,正)正,反)0(22(反,正)反,正)Pp,0(23(反,正)反,反)Pp0(30(反,反)正,正)Pp,0(31(反,反)正,反)Ppp
12、Pp(32(反,反)反,正),qPp(33(反,反)反,反)一步转移概率矩阵为qpqpqpqp00000000P二步转移概率矩阵为qpqpqpqp00000000P(2)qpqpqpqp0000000022222222qpqpqpqpqpqpqpqpqpqpqpqp名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页,共 10 页 -8 某商品六年共24 个季度销售记录如下表(状态 1畅销,状态 2滞销)季节1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 销售状态1 1 2 1 2 2 1 1 1 2 1 2 季节13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
13、 销售状态1 1 2 2 1 1 2 1 2 1 1 1 以频率估计概率,求(1)销售状态的初始分布,(2)三步转移概率矩阵及三步转移后的销售状态的分布。解 状态 1 的个数为15 个,状态2 的个数为 9 个(1)所以,销售状态的初始分布为2492415)0(PT275.0625.0(2)求一步转移概率状态11共有 7 个,状态21共有 7 个,状态12共有 7 个,状态22共有 2 个,所以,21147,211471211pp,92,972221pp一步转移概率矩阵为92972121P,92972121P(2)9297212116271162913613362392922197979221
14、979221212197212121名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页,共 10 页 -三步转移概率矩阵为92972121162711629136133623P(3)38.062.04.06.029161103291618136482596483899162271324919162771324919362672239367137223三步转移后的销售状态分布为0.390.610.380.620.40.60.3750.625P)0(P)3(P3TT)(6.1 设有随机过程)cos()(ttX,其中0为常数,是在区间)2,0(上服从均匀分布的随机变量,问)(tX是否为平稳过程。解)cos()(tEtXE021)cos(20dt)cos()cos()()(),(ttEtXtXEttRX2021)cos()cos(dtt20)22cos(cos41dtcos21,与 t 无关21)0()(2XRtXE所以)(tX是平稳过程。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页,共 10 页 -名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页,共 10 页 -