随机过程习题和答案.doc

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一、设二维随机变量(,)的联合概率密度函数为:

试求:在时,求。

解:

当时,=

设离散型随机变量X服从几何分布:

试求的特征函数,并以此求其期望与方差。

解:

所以:

袋中有一个白球,两个红球,每隔单位时间从袋中任取一球后放回,对每

一个确定的t

对应随机变量

X(t)

t

3

t

e

如果对

如果对

t时取得红球

t时取得白球

试求这个随机过程的一维分布函数族

.

设随机过程,其中是常数,与是相互独立的随机变量,服从区间上的均匀分布,服从瑞利分布,其概率密度为

试证明为宽平稳过程。

解:(1)

与无关

(2)

所以

(3)

只与时间间隔有关,所以为宽平稳过程。

设随机过程X(t)U cos2t U E(U)5,D(U)5.求:

,其中是随机变量,且

1)均值函数;(2)协方差函数;(3)方差函数.

设有两个随机过程X(t)Ut2Y(t)Ut3,U随机变量,且D(U)5.

,其中是

试求它们的互协方差函数。

设A,B,X(t)At3B t T(,)的均值

是两个随机变量试求随机过程,

函数和自相关函数.A,B,~(1,4),~(0,2),()(,)

若相互独立且A N B U则m X t及R X t1t

2为多少?

一队学生顺次等候体检。设每人体检所需的时间服从均值为2分钟的指数分布并且与其他人所需时间相互独立,则1小时内平均有多少学生接受过体检在这1小时内最多有40名学生接受过体检的概率是多少(设学生非常多,医生不会空闲)

解:令N(t)表示(0,t)时间内的体检人数,则N(t)为参数为30的

poisson过程。以小时为单位。则E(N(1))30。

40k

(30) P(N(1)40)e

k!

k030

在某公共汽车起点站有两路公共汽车。乘客乘坐1,2路公共汽车的强

度分别为1,2,当1路公共汽车有N人乘坐后出发;2路公共汽车

1

在有N2人乘坐后出发。设在0时刻两路公共汽车同时开始等候乘客

到来,求(1)1路公共汽车比2路公共汽车早出发的概率表达式;(2)当N1=N,1=

2

2时,计算上述概率。

解:

法一:(1)乘坐1、2路汽车所到来的人数分别为参数为

1、2的

poisson过程,令它们为T表示N1(t)=

N1(t)、N2(t)。

N

1N的发生时1

刻,T表示N2(t)=

N

2N的发生时刻。

2

N

1

1N1

f t t t

()1exp() T1111

N N

(1)! 1

1

N

2

N1 2

f t t t

()2exp() T2222

N

2

(N1)!

2

N N

12

N1N1

12

f(t,t)f(t|t)f(t)t exp(t)t exp(t)

12 T,T12T|T12T2111222

N N N N N(N1)!(N1)!

12122

12

N N

t

12 2

1N12N1 P(T T)dt t exp(t)t exp(t)dt

12 N N21112221

12(N1)!(N1)!

00

12

(2)当N=

1N、1=

2

2时,

P(T T)P(T T)

N N N N

1212

1

2

法二:(1)乘车到来的人数可以看作参数为1+

2的泊松过程。令Z1、Z2分别表示乘坐公共汽车1、2的相邻两乘客间到来的时

间间隔。则Z1、Z2分别服从参数为1、2的指数分布,现在来求

当一个乘客乘坐1路汽车后,下一位乘客还是乘坐1路汽车的概率。

z

2

p P(Z Z)dz exp(z)exp(z)dz

1221112221

00

1。

12

故当一个乘客乘坐1路汽车后,下一位乘客乘坐2路汽车的概

率为1-p

2

12

上面的概率可以理解为:在乘客到来的人数为强度1+

2的泊松过程时,乘客分别以1的概

概率乘坐公共汽车1,以

2

1212

率乘坐公共汽车2。

将乘客乘坐公共汽车1代表试验成功,那么有:

N N1

12

N11N2k N

(1=1()1()1

k1

k N

1

1212

(2)当N=

1N、1=

2

2时

2N12N1

1111 N1k N1k1

P路汽车比2路汽车先出发)C C

(1=()()

k1k1

2222 k N k N

设{N(t),t0},(i1,2,L,n)是n个相互独立的Poisson过程,参数分别为i

i(i1,2,L,n)。记T为全部n个过程中,第一个事件发生的时刻。