Това са решения на задачите от лекцията
Задача 1. Като използвате
дефиницията за математическо очакване на дискретна случайна величина докажете
свойство 1. Упътване: фактически
константата С е дискретна случайна
величина, която заема само една стойност Х1
= C с вероятност p1 = 1.
Решение: За дискретна случайна
величина математическото очакване се изчислява по следния начин:
Задача 2. Като използвате
дистрибутивното свойство на умножението (т.е. линейността на една сума) и
дефиницията за математическо очакване на дискретна случайна величина докажете
свойства 2 и 3 за дискретна случайна величина.
Решение:
Свойство 2: За дискретната случайна
величина CX математическото очакване се изчислява по следния начин:
Свойство 3: дискретната случайна
величина X+Y математическото
очакване се изчислява по следния начин:
Тук
използвахме факта, че вероятностния ред на сумата, pk, е в един случай този
на X - pl, а в друг – този на Y - pm,
Задача 3. Като използвате
линейността на определения интеграл и дефиницията за математическо очакване на непрекъсната
случайна величина докажете свойства 2 и 3 за непрекъсната случайна величина. От
статистиката е известно, че p(Cx) = p(x) и p(x+y) е p(x) за случайната величина X и p(y) за случайна величина Y.
Свойство 2: За непрекъсната случайна
величина CX математическото очакване се изчислява по следния начин:
Тук
използвахме факта, че p(Cx) = p(x),
Свойство 3: За непрекъсната случайна
величина X+Y математическото
очакване се изчислява по следния начин
Тук
използвахме факта, че p(x+y) е p(x) за случайната величина X и p(y) за случайна величина Y.
Задача 4. Като използвате
дефинициите за математическо очакване и дисперсия на случайна величина докажете
свойства 5 и 6.
Свойство 5: По дефиниция дисперсията
на случайна величина се дава с D(X) = M[X-M(X)]2 или като заместим X с C получаваме (като използваме и свойства 1 и
2)
D(C)
= M[C-M(C)]2 = M[C-C]2 = M[0]2= M[0] = 0
Свойство 6: Използвайки същата
дефиниция за дисперсията на случайна величина се получава (като използваме и свойства 1 и
2):
D(CX)
= M[CX-M(CX)]2 = M[CX-CM(X)]2
= M{C2[X-M(X)]2} = C2M[(X-M(X)]2 = C2D[X]
Задача 5. Докажете формулите в
(1.4) с помощта на свойства 1 - 7!
Решение за математическото
очакване: използваме свойства 1 и 2 като първо
изнасяме реципрочната стойност на корена от дисперсията пред математическото
очакване, защото това просто е едно число. След това не забравяме също, че M(X) също е число, т.е. M[M(X)]= M(X).
Решение за дисперсията: използваме свойства 5 и
6 като първо изнасяме квадрат от реципрочната стойност на
корена от дисперсията пред дисперсията, защото това просто е едно число. След
това не забравяме също, че M(X) също е число, т.е. D[M(X)]= 0.
Автор: Пламен Пенчев, Ph.D.
[ това е материал от брой 23 от септември 2008 г. на списание "Коснос" www.kosnos.com
]