Voorwaardelijke verwachting: 7 feiten die u moet weten

Omdat de willekeurige variabele die van elkaar afhankelijk is, de berekening van voorwaardelijke kansen vereist die we al hebben besproken, zullen we nu wat meer parameters bespreken voor dergelijke willekeurige variabelen of experimenten zoals voorwaardelijke verwachting en voorwaardelijke variantie voor verschillende soorten willekeurige variabelen.

Voorwaardelijke verwachting

   De definitie van voorwaardelijke kansmassafunctie van discrete willekeurige variabele X gegeven Y is

beeld

hier pY(y)>0 , dus de voorwaardelijke verwachting voor de discrete willekeurige variabele X gegeven Y wanneer pY (y)>0 is

beeld 1

in de bovenstaande verwachting waarschijnlijkheid is de voorwaardelijke waarschijnlijkheid.

  Op dezelfde manier als X en Y continu zijn, dan is de voorwaardelijke kansdichtheidsfunctie van de willekeurige variabele X gegeven Y

beeld 2

waarbij f(x,y) de gezamenlijke kansdichtheidsfunctie is en voor alle yfY(y)>0 , dus de voorwaardelijke verwachting voor de willekeurige variabele X gegeven y zal zijn

MT2

voor iedereenY(j)>0.

   Zoals we weten dat alle eigenschappen van waarschijnlijkheid zijn van toepassing op conditionele waarschijnlijkheid hetzelfde is het geval voor de voorwaardelijke verwachting, aan alle eigenschappen van wiskundige verwachting wordt voldaan door voorwaardelijke verwachting, bijvoorbeeld de voorwaardelijke verwachting van de functie van een willekeurige variabele zal zijn

beeld 3

en de som van willekeurige variabelen in voorwaardelijke verwachting zal zijn

beeld 4

Voorwaardelijke verwachting voor de som van binominale willekeurige variabelen

    Voorwaardelijk vinden verwachting van de som van binominale willekeurige variabelen X en Y met parameters n en p die onafhankelijk zijn, weten we dat X+Y ook een binomiale willekeurige variabele zal zijn met de parameters 2n en p, dus voor willekeurige variabele X gegeven X+Y=m wordt de voorwaardelijke verwachting verkregen door te berekenen De kans

beeld 5

omdat we dat weten

beeld 6

dus de voorwaardelijke verwachting van X gegeven X+Y=m is

beeld 7

Voorbeeld:

Vind de voorwaardelijke verwachting

beeld 8

als het gewricht kansdichtheidsfunctie van continue willekeurige variabelen X en Y wordt gegeven als

beeld 9

oplossing:

Om de voorwaardelijke verwachting te berekenen, hebben we een voorwaardelijke kansdichtheidsfunctie nodig, dus

beeld 10

omdat voor de continue willekeurige variabele de voorwaardelijk verwachting is

beeld 11

vandaar dat voor de gegeven dichtheidsfunctie de voorwaardelijke verwachting zou zijn

beeld 12

Verwachting door conditionering||Verwachting door voorwaardelijke verwachting

                We kunnen de berekenen wiskundige verwachting met behulp van voorwaardelijke verwachting van X gegeven Y as

beeld 13

voor de discrete stochastische variabelen is dit

beeld 14

die kan worden verkregen als

beeld 15

en voor de continue willekeurige kunnen we op dezelfde manier laten zien

beeld 16

Voorbeeld:

                Een persoon zit ondergronds vast in zijn gebouw omdat de ingang geblokkeerd is door een zware belasting. Gelukkig zijn er drie leidingen waaruit hij naar buiten kan komen de eerste leiding brengt hem veilig naar buiten na 3 uur, de tweede na 5 uur en de derde leiding na 7 uur, Als een van deze pijpleidingen even waarschijnlijk door hem wordt gekozen, wat is dan de verwachte tijd dat hij veilig naar buiten zal komen.

Oplossing:

Laat X de willekeurige variabele zijn die de tijd in uren aangeeft totdat de persoon veilig naar buiten kwam en Y de pijp aangeeft die hij aanvankelijk kiest, dus

beeld 17

sinds

beeld 18

Als de persoon de tweede pijp kiest, brengt hij daarin 5 uur door, maar hij komt naar buiten met de verwachte tijd

beeld 19

dus de verwachting zal zijn

beeld 20

Verwachting van som van willekeurig aantal willekeurige variabelen met behulp van voorwaardelijke verwachting

                Laat N het willekeurige aantal willekeurige variabelen zijn en de som van willekeurige variabelen is     dan de verwachting  

beeld 21

sinds

beeld 22

as

MT11

dus

MT12

Correlatie van bivariate distributie

Als de kansdichtheidsfunctie van de bivariate willekeurige variabele X en Y is

beeld 23

WAAR

beeld 24

dan is de correlatie tussen willekeurige variabele X en Y voor de bivariate verdeling met dichtheidsfunctie with

aangezien correlatie is gedefinieerd als

beeld 25

aangezien de verwachting met behulp van voorwaardelijke verwachting is

beeld 26

voor de normale verdeling heeft de voorwaardelijke verdeling X gegeven Y gemiddelde

beeld 27

nu is de verwachting van XY gegeven Y

beeld 28

dit geeft

beeld 29

Vandaar

beeld 30

Variantie van geometrische verdeling

    Laten we in de geometrische verdeling achtereenvolgens onafhankelijke proeven uitvoeren die resulteren in succes met kans p. Als N de tijd van het eerste succes in deze opeenvolging voorstelt, dan is de variantie van N zoals per definitie

beeld 31

Laat de willekeurige variabele Y=1 als de eerste proef resulteert in succes en Y=0 als de eerste proef resulteert in een mislukking, nu om de wiskundige verwachting hier te vinden passen we de voorwaardelijke verwachting toe als

beeld 32

sinds

beeld 33

als het succes is in de eerste proef, dan is N=1 en N2=1 als de eerste proef mislukt, dan zal om het eerste succes te behalen het totale aantal proeven dezelfde verdeling hebben als 1 dwz de eerste proef die leidt tot een mislukking met plus het benodigde aantal extra proeven, dat wil zeggen

beeld 34

Dus de verwachting zal zijn:

beeld 35

aangezien de verwachting van geometrische verdeling is so

beeld 36

Vandaar

beeld 37

en

E

beeld 38

dus de variantie van geometrische verdeling zal zijn

beeld 39

Verwachting van minimum van reeks uniforme willekeurige variabelen

   De reeks uniforme willekeurige variabelen U1, ZIJ IS2 … .. over het interval (0, 1) en N wordt gedefinieerd als

beeld 40

dan voor de verwachting van N, voor elke x ∈ [0, 1] de waarde van N

beeld 41

we zullen de verwachting van N stellen als

beeld 42

om de verwachting te vinden, gebruiken we de definitie van voorwaardelijke verwachting op continue willekeurige variabele

lagrida latex-editor 6

nu conditionering voor de eerste term van de reeks  we

beeld 43

hier krijgen we

beeld 44

het resterende aantal uniforme willekeurige variabelen is hetzelfde op het punt waar de eerste uniforme waarde y is, in het begin en zou vervolgens uniforme willekeurige variabelen toevoegen totdat hun som x − y overtrof.

dus met behulp van deze verwachtingswaarde zal de waarde van integraal zijn

beeld 45

als we deze vergelijking differentiëren

beeld 46

en

beeld 47

nu het integreren van dit geeft

beeld 48

Vandaar

beeld 49

de waarde van k=1 als x=0 , dus

m

beeld 50

en m(1) =e, het verwachte aantal uniforme willekeurige variabelen over het interval (0, 1) dat moet worden opgeteld totdat hun som 1 overschrijdt, is gelijk aan e

Waarschijnlijkheid met behulp van voorwaardelijke verwachting || waarschijnlijkheden met behulp van conditionering

   We kunnen de waarschijnlijkheid ook vinden door voorwaardelijke verwachting te gebruiken, zoals verwachting die we met voorwaardelijke verwachting hebben gevonden, om dit te krijgen, overweeg een gebeurtenis en een willekeurige variabele X als

beeld 51

uit de definitie van deze willekeurige variabele en verwachting duidelijk

beeld 52

nu door voorwaardelijke verwachting in welke zin dan ook

beeld 53

Voorbeeld:

bereken de kansdichtheidsfunctie van willekeurige variabele X , als U de uniforme willekeurige variabele op het interval (0,1) is, en beschouw de voorwaardelijke verdeling van X gegeven U=p als binomiaal met parameters n en p.

Oplossing:

Voor de waarde van U is de kans door conditionering

beeld 54

we hebben het resultaat

lagrida latex-editor 15

dus we zullen krijgen

beeld 55

Voorbeeld:

wat is de kans op X < Y, Als X en Y de continue stochastische variabelen zijn met kansdichtheidsfuncties fX en fY respectievelijk.

Oplossing:

Door voorwaardelijke verwachting en voorwaardelijke kans te gebruiken condition

beeld 56

as

beeld 57

Voorbeeld:

Bereken de verdeling van de som van continue onafhankelijke willekeurige variabelen X en Y.

Oplossing:

Om de verdeling van X+Y te vinden, moeten we de kans op de som vinden door de conditionering als volgt te gebruiken:

beeld 58

Conclusie:

De voorwaardelijke verwachting voor de discrete en continue willekeurige variabele met verschillende voorbeelden, rekening houdend met enkele van de soorten van deze willekeurige variabelen die zijn besproken met behulp van de onafhankelijke willekeurige variabele en de gezamenlijke verdeling in verschillende omstandigheden. Ook de verwachting en waarschijnlijkheid hoe te vinden met behulp van voorwaardelijke verwachting wordt uitgelegd met voorbeelden, als u meer wilt lezen, ga dan door onderstaande boeken of voor meer artikelen over waarschijnlijkheid, volg onze Wiskunde pagina's.

https://en.wikipedia.org/wiki/probability_distribution

Een eerste kanscursus door Sheldon Ross

Schaum's contouren van waarschijnlijkheid en statistiek

Een inleiding tot kansrekening en statistiek door ROHATGI en SALEH