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应用随机过程2随机过程的基本概念

说明 均方差函数
D(t)的平方根 (t) D(t) 它表示 X (t) 在各个时刻 t 对于 m(t) 的偏离程度
2010-9-2
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3.协方差函数
随机过程 X (t) 在 t1, t2 T 的状态 X (t1 ) 和 X (t2 )
二阶中心混合矩
K (t1,t2 ) E[( X (t1 ) m(t1 ))( X (t2 ) m(t2 ))] 称为随机过程 X (t) 的自协方差函数
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二维随机向量( X (t1 ) , X (t2 ) ) (t1 , t2 ) T
二维
分布 联合分布函数
函数
Ft1,t2 (x1, x2 ) P{X (t1) x1, X (t2 ) x2} ,
称为随机过程 X (t) 的二维分布函数。
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独立 如果
FXY (t1,,tn ;t1,,tm ;x1,, xn ; y1,, ym )
FX (t1,, tn;x1,, xn ) FY ( t1,, tm ; y1,, ym )
则称随机过程 X (t) 和 Y (t) 相互独立
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例2.2.1
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
例2.1.2 研究某一商品的销售量
一般情况下它是一个随机变量X ,并且依赖 时间t,即随机变量X(t),t=1,2,…
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例2.1.3
国民收入问题 随着各种随机因素的影响而随机变化,
一般地有 Y (t) C(t) I (t)
其中C(t)、I(t)分别表示t年的消费和积累
个随机过程{X(t),t∈T},使得这个分布函数族恰好是X(t) 的有限维分布族。
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联合 设 X(t) 和Y(t),t1,t2,,tn ,t1,t2 ,,tm T
分布 函数 为两个随机过程,n + m维随机向量
{ X (t1 ) , X (t2 ) ,…, X (tn ) ,Y (t1) ,Y (t2 ) ,…,Y (tm ) }
n 维随机向量( X (t1 ) , X (t2 ) ,…, X (tn ) )
n维 分布
联合分布函数
函数
Ft1,t2 ,,tn ( x1, x2 ,, xn )
P{X (t1 ) x1, X (t2 ) x2 ,,X (tn ) xn }
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有限 维分 布族
1维,2维,…分布函数的全体:
{Ft1,t2 ,,tn (x1, x2 ,, xn ), t1, t2 ,, tn T , n 1}
一个随机过程的统计特性可由其有限维分布函数族表 达出来。
一个随机过程有限维分布函数族具有对称性和相容性。
定理2.2.1 (Kolmogorov存在定理) 设一分布函数族满足对称性和相容性,则必存在一
的分布函数
FXY (t1,,tn ; t1,,tm ; x1,, xn ; y1,, ym )
P{X(t1) x1,, X(tn) xn;Y(t1) y1,,Y(tm ) ym }
称为两个随机过程的n + m维联合分布函数
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相互 设 X(t) 和Y(t),t1,t2,,tn ,t1,t2 ,,tm T
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2.2 有限维分布与Kolmogorov定理
一、随机过程的分布函数
设{ X (t) , t T }是一个随机过程,
一维
分布 对于固定的 t1 T , X (t1 ) 是一个随机变量,
函数 其分布函数为
Ft1 (x1) P{X (t1) x1}, t1 T
称 Ft1 ( x1 ) 为随机过程 X (t ) 的一维分布函数。
随机过程{ X (t) , t T }是一个二元函数
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X(t)的取值称为状态,状态的全体称为状态空间, 记为S
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参数T 状态S 分类
T离散、S离散 T离散、S非离散(连续) T非离散(连续) 、S离散 T非离散(连续) 、S非离散(连续)
固定, X(t)称为样本函数或轨道, 固定t, X()称为一个随机变量。
第2章 随机过程的基本概念 和基本类型
2.1 随机过程的基本概念 2.2 有限维分布与Kolmogorov定理 2.3 随机过程的基本类型
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2.1 随机过程的基本概念 一、直观背景及例
例2.1.1
电话站在时刻t时以前接到的呼叫次数
一般情况下它是一个随机变量X ,并且依赖 时间t,即随机变量X(t),t[0,24]。
简称协方差函数

当 t1 t2 t T ,有
D(t) K (t,t) E[( X (t) m(t))2 ]
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4.互协方差函数
设 X (t) 和 Y (t) 是两个随机过程,对任意 t1, t2 T ,则 K XY (t1, t2 ) E[ X (t1 ) mX (t1 )][Y (t2 ) mY (t2 )]
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二、随机过程的定义
设E是随机试验, {}是它的样本空间,T
是一个参数集,若对于每一个 t T ,都有随机
变量 X (t,) 与之对Байду номын сангаас,则称依赖于 t 的随机变 量 X (t,) 为随机过程,通常记作
{ X (t) , t T }或 X (t) 。
说明
参数集T在实际问题中,常常指的是时间参数,但 有时也用其它物理量作为参数集。
说明 m(t) 是 X (t) 的所有样本函数在时刻 t 的函数值的
平均
它表示随机过程 X (t) 在时刻 t 的摆动中心
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2.方差函数
随机过程{ X (t) , t T }的二阶中心矩 D(t) D[ X (t)] E[( X (t) m(t))2 ]
称为随机过程 X (t) 的方差函数
X
(t)
t 3
,
et ,
如果t时取得红球 如果t时取得白球
试求这个随机过程的一维分布函数族。
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二、随机过程的数字特征
1.均值函数
设随机过程{ X (t) , t T }, 则 m(t) E[ X (t)], t T , 称为随机过程 X (t) 的均值函数
或称为数学期望
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