随机过程习题答案

随机过程习题答案
随机过程习题答案

1、已知X(t)和Y(t)是统计独立的平稳随机过程,

且它们的均值分别为 mx 和my ,它们的自

相关函数分别为 Rx(.)和Ry( .)。( 1)求Z(t)=X(t)Y(t)的自相关函数;(2)求Z(t)=X(t)+Y(t) 的自

相关函数。 答案:

(1) R z ()二 E lz(t

. )z(t)丨-E X(t . )y(t . )x(t)y(t) I

利用x(t)和y(t)独立的性质:R z (.) = E X(t 亠 ”)x(t) E 〔y(t 亠”)y(t)丨

=R x ( )R y ()

(2)

Rz( ) = E Z(t )z(t) I - E 〔x(t ?) y(t ) ] ■〔x(t) y(t) 1

=E 〔x(t )x(t) x(t )y(t) y(t

)x(t) y(t )y(t)l 仍然利用x(t)和y(t)互相独立的性质:

R z (.) =Rx C ) 2m x m y R y ()

答案:

(1) 该系统的系统函数为 H (s) = 丫廻

X(s)

Pg

该系统是一个线性移不变系统,所以输出

y(t)的功率谱密度函数为:

对P Y (f 1)求傅里叶反变换,就得到输出的自相关函数:

1 二 「 1

R Y ()宁 'R(")e j £ 二

(2)

线性系统输入为高斯随机过程,则输出也一定是高斯

的。因此,为了求输

电压:x(t)

电压:

y(t)

1

则频率响应为H(ji 」)=

1 jRC'1

而输入信号x(t)的功率谱密度函数为

P Y (jO)=P x (j0)H(j0)

n o /2

2二二

n

。/丫 2e j 「d 」

1 2、一个RC 低通滤波电路如下图所示。假定输入是均值为

0、双边功率谱密度函数为 n o /2

的高斯白噪声。(1)求输出信号的自相关函数和功率谱密度函数;

(2)求输出信号的一

维概率密度函数。

* 电流:i(t)

R

C

出的一维概率密度函数,仅需知道输出随机过程的均值和方差即可。

均值:已知输入均值m x=O,则输出均值m y=m x H(O)=O

方差:R(0) =Var(Y) m:

1 ?n n / 2

因为均值为0,所以方差Var(Y)二R Y(0)丄匹二rpd"

2兀s i+(RC)0

一维PDF :略

3、理想带通滤波器的中心频率为fc、带宽为B,其在通带的频率增益为1。假定输入是均

值为0、双边功率谱密度函数为n/2的高斯白噪声。(1 )求输出信号的自相关函数和功

率谱密度函数;(2)求输出信号的平均功率;(3)求输出信号的一维概率密度函数。

答案:类似上一题,仅需注意的是:

乙2兀(f c—B/2)兰。兰2r(f c+ B/2)

(a) 此处滤波器的频率响应为H(j0) =」\ c丿\ c丿

0 otherwise

(b) 平均功率等于功率谱密度函数的积分,也即等于输出信号y(t)的自相关在=0处

的值,即R Y(0)

4、设x1(t)与x2(t)为零均值且互不相关的平稳随机过程。x1(t)通过某个LTI系统所得的输出

为y1(t),x2(t)通过同一个LTI系统的输出为y2(t)。试证明y1(t)与y2(t)互不相关。

答案:就是要证明y1(t)与y2(t)的协方差为0。

由于x1(t)与x2(t)为零均值,显而易见y1(t)与y2(t)的均值都为0。

所以,我们仅需要证明y1(t)与y2(t)的互相关为0。

设LTI系统的单位冲激响应为h(t),则:

%(t)二%(t- )h( )d

-=a

y2(t) = :P x2(^ )h( )d

所以有:

E E (t) y2(t)】=E | 匚为(t -叩⑴d i j^X2 (t - v)h(v)dv1 =E |匸伫%(t -t)X2(t -

v)h(t)h(v)dtdv]

E & (t 一)X2(t —v) h( )h(v)d dv

再利用x1(t)与x2(t)互不相关的性质,则有:

E U(t)y2(t)丄 _一—一E X/t -)E ^(t - v) h( )h(v)d dv = 0,从而完成证明。教材:2.8和2.9题答案略

最新随机过程考试试题及答案详解1

随机过程考试试题及答案详解 1、(15分)设随机过程C t R t X +?=)(,),0(∞∈t ,C 为常数,R 服从]1,0[区间上的均 匀分布。 (1)求)(t X 的一维概率密度和一维分布函数; (2)求)(t X 的均值函数、相关函数和协方差函数。 【理论基础】 (1)? ∞ -= x dt t f x F )()(,则)(t f 为密度函数; (2))(t X 为),(b a 上的均匀分布,概率密度函数?? ???<<-=其他,0,1 )(b x a a b x f ,分布函数 ?? ??? >≤≤--<=b x b x a a b a x a x x F ,1,,0)(,2)(b a x E += ,12)()(2a b x D -=; (3)参数为λ的指数分布,概率密度函数???<≥=-0,00 ,)(x x e x f x λλ,分布函数 ?? ?<≥-=-0 ,00,1)(x x e x F x λ,λ1)(=x E ,21 )(λ=x D ; (4)2 )(,)(σμ==x D x E 的正态分布,概率密度函数∞<<-∞= -- x e x f x ,21 )(2 22)(σμπ σ, 分布函数∞<<-∞= ? ∞ --- x dt e x F x t ,21)(2 22)(σμπ σ,若1,0==σμ时,其为标准正态分布。 【解答】本题可参加课本习题2.1及2.2题。 (1)因R 为]1,0[上的均匀分布,C 为常数,故)(t X 亦为均匀分布。由R 的取值范围可知, )(t X 为],[t C C +上的均匀分布,因此其一维概率密度?? ???+≤≤=其他,0,1 )(t C x C t x f ,一维分布 函数?? ??? +>+≤≤-<=t C x t C X C t C x C x x F ,1,,0)(;

中国科学大学随机过程(孙应飞)复习题及答案

(1) 设}0),({≥t t X 是一个实的零均值二阶矩过程,其相关函数为 t s s t B t X s X E ≤-=),()}()({,且是一个周期为T 的函数,即0),()(≥=+τττB T B ,求方差函数)]()([T t X t X D +-。 解:由定义,有: )(2)0()0()}()({2)0()0()]} ()()][()({[2)] ([)]([)]()([=-+=+-+=+-+--++=+-T B B B T t X t X E B B T t EX T t X t EX t X E T t X D t X D T t X t X D (2) 试证明:如果}0),({≥t t X 是一独立增量过程,且0)0(=X ,那么它必是一个马 尔可夫过程。 证明:我们要证明: n t t t <<<≤? 210,有 } )()({})(,,)(,)()({11112211----=≤=====≤n n n n n n n x t X x t X P x t X x t X x t X x t X P 形式上我们有: } )()(,,)(,)({} )()(,,)(,)(,)({} )(,,)(,)({} )(,,)(,)(,)({})(,,)(,)()({1122221111222211112211112211112211--------------========≤= ======≤=====≤n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n x t X x t X x t X x t X P x t X x t X x t X x t X x t X P x t X x t X x t X P x t X x t X x t X x t X P x t X x t X x t X x t X P 因此,我们只要能证明在已知11)(--=n n x t X 条件下,)(n t X 与2 ,,2,1,)(-=n j t X j 相互独立即可。 由独立增量过程的定义可知,当2,,2,1,1-=<<<-n j t t t a n n j 时,增量 )0()(X t X j -与)()(1--n n t X t X 相互独立,由于在条件11)(--=n n x t X 和0)0(=X 下,即 有)(j t X 与1)(--n n x t X 相互独立。由此可知,在11)(--=n n x t X 条件下,)(n t X 与 2,,2,1,)(-=n j t X j 相互独立,结果成立。 (3) 设随机过程}0,{≥t W t 为零初值(00=W )的、有平稳增量和独立增量的过程, 且对每个0>t ,),(~2t N W t σμ,问过程}0,{≥t W t 是否为正态过程,为什么? 解:任取n t t t <<<≤? 210,则有: n k W W W k i t t t i i k ,,2,1][1 1 =-=∑=-

随机过程试题带答案

1.设随机变量X 服从参数为λ的泊松分布,则X 的特征函数为 。 2.设随机过程X(t)=Acos( t+),-t t 则 {(5)6|(3)4}______P X X === 9.更新方程()()()()0t K t H t K t s dF s =+-?解的一般形式为 。 10.记()(),0n EX a t M M t μ=≥→∞-→对一切,当时,t +a 。 二、证明题(本大题共4道小题,每题8分,共32分) P(BC A)=P(B A)P(C AB)。 1.为it (e -1) e λ。2. 1(sin(t+1)-sin t)2ωω。3. 1 λ 4. Γ 5. 212t,t,;e,e 33?????? 。 6.(n)n P P =。 7.(n) j i ij i I p (n)p p ∈=?∑。 8.6 18e - 9。()()()()0 t K t H t K t s dM s =+-? 10. a μ 2.设{X (t ),t ≥0}是独立增量过程, 且X (0)=0, 证明{X (t ),t ≥0}是一个马尔科夫过程。 3.设{}n X ,n 0≥为马尔科夫链,状态空间为I ,则对任意整数n 0,1

(完整版)答案应用随机过程a

山东财政学院 2009—2010学年第 1 学期期末考试《应用随机过程》试卷(A ) (考试时间为120分钟) 参考答案及评分标准 考试方式: 闭卷 开课学院 统计与数理学院 使用年级 07级 出题教师 张辉 一. 判断题(每小题2分,共10分,正确划√,错误划ⅹ) 1. 严平稳过程一定是宽平稳过程。(ⅹ ) 2. 非周期的正常返态是遍历态。(√ ) 3. 若马氏链的一步转移概率阵有零元,则可断定该马氏链不是遍历的。(ⅹ ) 4. 有限马尔科夫链没有零常返态。(√ ) 5.若状态i 有周期d, 则对任意1≥n , 一定有:0)(?nd ii p 。(ⅹ ) 二. 填空题(每小题5分,共10分) 1. 在保险公司的索赔模型中,设索赔要求以平均每月两次的速率的泊松过程到达保险公司,若每次赔付金额是均值为10000元的正态分布,一年中保险公司的平均赔付金额是__240000元___。 2.若一个矩阵是随机阵,则其元素满足的条件是:(1)任意元素非负(2)每行元素之和为1。 三. 简答题(每小题5分,共10分) 1. 简述马氏链的遍历性。 答:设) (n ij p 是齐次马氏链{}1,≥n X n 的n 步转移概率,,如果对任意 I j i ∈,存在不依赖于i 的极限0)(?=j n ij p p ,则称齐次马氏链{}1,≥n X n 具有遍历性。 2. 非齐次泊松过程与齐次泊松过程有何不同?

答:非齐次泊松过程与齐次泊松过程的不同在于:强度λ不再是常数,而是与t 有关,也就是说,不再具有平稳增量性。它反映了其变化与时间相关的过程。如设备的故障率与使用年限有关,放射物质的衰变速度与衰败时间有关,等等。 四. 计算、证明题(共70分) 1. 请写出C —K 方程,并证明之. (10分) 解: 2. 写出复合泊松过程的定义并推算其均值公式. (15分) 解:若{}0),(≥t t N 是一个泊松过程,是Λ,2,1,=i Y i 一族独立同分布的随机变量,并且与{}0),(≥t t X 也是独立的, )(t X =∑=t N i i Y 1,那么{}0),(≥t t X 复合泊松过程

期末随机过程试题及标准答案

《随机过程期末考试卷》 1.设随机变量X 服从参数为λ的泊松分布,则X 的特征函数为 。 2.设随机过程X(t)=Acos( t+),-t t 则 {(5)6|(3)4}______P X X === 9.更新方程()()()()0t K t H t K t s dF s =+-?解的一般形式为 。 10.记()(),0n EX a t M M t μ=≥→∞-→对一切,当时,t +a 。 二、证明题(本大题共4道小题,每题8分,共32分) 1.设A,B,C 为三个随机事件,证明条件概率的乘法公式: P(BC A)=P(B A)P(C AB)。 2.设{X (t ),t ≥0}是独立增量过程, 且X (0)=0, 证明{X (t ),t ≥0}是一个马尔科夫过程。 3.设{}n X ,n 0≥为马尔科夫链,状态空间为I ,则对任意整数n 0,1

(完整版)北邮研究生概率论与随机过程2012-2013试题及答案

北京邮电大学2012——2013学年第1学期 《概率论与随机过程》期末考试试题答案 考试注意事项:学生必须将答题内容(包括填空题)做在试题答题纸上,做在试卷纸上一律无效。在答题纸上写上你的班号和选课单上的学号,班内序号! 一. 单项选择题和填空题:(每空3分,共30分) 1.设A 是定义在非空集合Ω上的集代数,则下面正确的是 .A (A )若A B ∈∈A,A ,则A B -∈A ; (B )若A A B ∈?A,,则B ∈A ; (C )若12n A n =∈?A,,,,则 1 n n A ∞=∈A ; (D )若12n A n =∈?A,,,,且123A A A ??? ,则 1 n n A ∞ =∈A . 2. 设(),ΩF 为一可测空间,P 为定义在其上的有限可加测度,则下面正确的是 .c (A )若A B ∈∈F,F ,则()()()P A B P A P B -=-; (B )若12n A n =∈?F,,,,,且123A A A ??? ,则1 li ( )()m n n n n P A A P ∞→∞ ==; (C )若A B C ∈∈∈F,F,F,,则()()()()P A B C P A P AB P A BC =++; (D )若12n A n =∈?F,,,,,且,i j A i j A =??=/,1 1 ( )()n n n n P P A A ∞ ∞===∑. 3.设f 为从概率空间(),P ΩF,到Borel 可测空间(),R B 上的实可测函数,表达式为100 0()k A k f kI ω==∑,其中1000 ,, i j n n i j A A A ==??=Ω/=,则fdP Ω=? ;

随机过程试题及答案

一.填空题(每空2分,共20分) 1.设随机变量X 服从参数为λ的泊松分布,则X 的特征函数为it (e -1) e λ。 2.设随机过程X(t)=Acos( t+),-

【免费下载】第一学期数理统计与随机过程研试题答案

北京工业大学2009-20010学年第一学期期末数理统计与随机过程(研) 课程试卷一、随机抽取某班28名学生的英语考试成绩,算得平均分数为80=x 分,样本标准差8=s 分,若全年级的英语成绩服从正态分布,且平均成绩为85分,问:能否认为该班的英语成绩与全年级学生的英语平均成绩有显著差异(取显著性水平)?050.=α解:这是单个正态总体),(~2σμN X ,方差2σ未知时关于均值μ的假设检验问题,用T 检验法. 解 85:0=μH ,85:1≠μH 选统计量 n s x T /0μ-=已知80=x ,8=s ,n =28,850=μ,计算得n s x T /0μ-=31.328/88580=-=查t 分布表,05.0=α,自由度27,临界值.052.2)27(025.0=t 由于,故拒绝0H ,即在显著水平05.0=α下不能认为该班的英语 052.2>T 2622.2>成绩为85分.二、某图书馆每分钟借出的图书数有如下记录:借出图书数 k 0 1 2 3 4 5 6≥7频数 f 8 16 17 10 6 2 1 0试检验每分钟内借出的图书数是否服从泊松分布? (取显著性水平) 050.=α解:由极大似然估计得.2?==x λ在X 服从泊松分布的假设下,X 的所有可能的取值对应分成两两不相交的子集A 0, A 1,…, A 8。则有估计 }{k X P ==i p ? ,7,0,!2}{?2===-k k e k X P k =0?p 三、某公司在为期10年内的年利润表如下: 年份 1 2 3 4 5 6 7 8910利润 1.89 2.19 2.06 2.31 2.26 2.39 2.61 2.58 2.82 2.9 通过管线敷设技术,不仅可以解决有设备高中资料试卷相互作用与相互关系,根据生产工艺高中资料试卷要求,对电力保护装置调试技术,电力保护高中资料试卷配置技术是指机

应用随机过程试题及答案

应用随机过程试题及答案 一.概念简答题(每题5 分,共40 分) 1. 写出卡尔曼滤波的算法公式 2. 写出ARMA(p,q)模型的定义 3. 简述Poisson 过程的随机分流定理 4. 简述Markov 链与Markov 性质的概念 5. 简述Markov 状态分解定理 6.简述HMM 要解决的三个主要问题得分B 卷(共9 页)第2 页7. 什么是随机过程,随机序列?8.什么是时齐的独立增量过程?二.综合题(每题10 分,共60 分) 1 .一维对称流动随机过程n Y , 0 1 0, , n n k k Y Y X ? ? ? ? 1 ( 1) ( 1) , 2 k k k X p x p x ? ? ? ? ? 具有的概率分布为且1 2 , , ... X X 是相互独立的。试求1 Y 与2 Y 的概率分布及其联合概率分布。 2. 已知随机变量Y 的密度函数为其他而且,在给定Y=y 条件下,随机变量X 的条件密度函数为? ? 其他试求随机变量X 和Y 的联合分布密度函数( , ) f x y . 得分B 卷(共9 页)第3 页 3. 设二维随机变量( , ) X Y 的概率密度为( ,其他试求p{x<3y} 4.设随机过程( ) c o s 2 , ( , ) , X t X t t ? ? ? ? ? ? X 是标准正态分布的随机变量。试求数学期望( ) t E X ,方差( ) t D X ,相关函数1 2 ( , ) X R t t ,协方差1 2 ( , ) X C t t 。B 卷(共9 页)第4 页5 .设马尔科夫链的状态空间为I={0,1}, 一步转移概率矩阵为

学期数理统计与随机过程(研)试题(答案)

北京工业大学2009-20010学年第一学期期末 数理统计与随机过程(研) 课程试卷 学号 姓名 成绩 注意:试卷共七道大题,请写明详细解题过程。 考试方式:半开卷,考试时只允许看教材《概率论与数理统计》 浙江大学 盛 骤等编第三版(或第二版)高等教育出版社。可以看笔记、作业,但不允许看其它任何打印或复印的资料。考试时允许使用计算器。考试时间120分钟。考试日期:2009年12月31日 一、随机抽取某班28名学生的英语考试成绩,算得平均分数为80=x 分,样本标准差8=s 分,若全年级的英语成绩服从正态分布,且平均成绩为85分,问:能否认为该班的英语成绩与全年级学生的英语平均成绩有显著差异(取显著性水平050.=α)? 解:这是单个正态总体 ),(~2σμN X ,方差2σ未知时关于均值μ的假设检验问题,用T 检验法. 解 85:0=μH ,85:1≠μH 选统计量 n s x T /0 μ-= 已知80=x ,8=s ,n =28,850=μ, 计算得n s x T /0μ-= 31 .328/885 80=-= 查t 分布表,05.0=α,自由度27,临界值052.2)27(025.0=t . 由于052.2>T 2622.2>,故拒绝 0H ,即在显著水平05.0=α下不能认为 该班的英语成绩为85分.

050.= 解:由极大似然估计得.2?==x λ 在X 服从泊松分布的假设下,X 的所有可能的取值对应分成两两不相交的子集A 0, A 1,…, A 8。 则}{k X P =有估计 =i p ?ΛΛ,7,0, !2}{?2 ===-k k e k X P k =0?p

随机过程试题及解答

2016随机过程(A )解答 1、(15分)设随机过程V t U t X +?=)(,),0(∞∈t ,U ,V 是相互独立服从正态分布(2,9)N 的随机变量。 1) 求)(t X 的一维概率密度函数; 2) 求)(t X 的均值函数、相关函数和协方差函数。 3) 求)(t X 的二维概率密度函数; 解: 由于U ,V 是相互独立服从正态分布(2,9)N 的随机变量,所以V t U t X +?=)(也服从正态分布, 且: {}{}{}{}()()22m t E X t E U t V t E U E V t ==?+=?+=+ {}{}{}{}22()()99D t D X t D U t V t D U D V t ==?+=+=+ 故: (1) )(t X 的一维概率密度函数为:()2 22218(1) (),x t t t f x e x --- += -∞≤≤∞ (2) )(t X 的均值函数为:()22m t t =+;相关函数为: {}{} (,)()()()()R s t E X s X t E U s V U t V =?=?+??+ {}{}{} 22()13()413 st E U s t E U V E V st s t =?++??+=?++?+ 协方差函数为:(,)(,)()()99B s t R s t m s m t st =-?=+ (3)相关系数: (,)s t ρρ== == )(t X 的二维概率密度函数为: 2212222(22)(22)12(1)9(1)4(1),12(,)x s x t s t s t f x x e ρ????-----?? +????-++???????? = 2、(12分)某商店8时开始营业,在8时顾客平均到达率为每小时4人,在12时顾客的 平均到达率线性增长到最高峰每小时80人,从12时到15时顾客平均到达率维持不变为每小时80人。问在10:00—14:00之间无顾客到达商店的概率是多少?在10:00—14:00之间到达商店顾客数的数学期望和方差是多少? 解: 到达商店顾客数服从非齐次泊松过程。 将8时至15时平移到0—7时,则顾客的到达速率函数为: 419,04 ()80,47t t t t λ+≤≤?=? <≤? 在10:00—14:00之间到达商店顾客数(6)(2)X X -服从泊松分布,其均值: 6 4 6 2 2 4 (6)(2)()(419)80282m m t dt t dt dt λ-==++=???

随机过程复习试题及答案

2.设{X (t ),t ≥0}是独立增量过程, 且X (0)=0, 证明{X (t ),t ≥0}是一个马尔科夫过程。 证明:当12n 0t t t t <<< <<时, 1122n n P(X(t)x X(t )=x ,X(t )=x ,X(t )=x )≤= n n 1122n n P(X(t)-X(t )x-x X(t )-X(0)=x ,X(t )-X(0)=x , X(t )-X(0)=x )≤= n n P(X(t)-X(t )x-x )≤,又因为n n P(X(t)x X(t )=x )=≤n n n n P(X(t)-X(t )x-x X(t )=x )≤= n n P(X(t)-X(t )x-x )≤,故1122n n P(X(t)x X(t )=x ,X(t )=x , X(t )=x )≤=n n P(X(t)x X(t )=x )≤ 3.设{}n X ,n 0≥为马尔科夫链,状态空间为I ,则对任意整数n 0,1

应用随机过程习题课二

习题 1. 设随机过程{(,),}X t t ω-∞<<+∞只有两条样本函数 12(,)2cos ,(,)2cos ,X t t X t t x ωω==--∞<<+∞ 且1221 (),()33P P ωω==,分别求: (1)一维分布函数(0,)F x 和(,)4F x π ; (2)二维分布函数(0,;,)4F x y π ; (3)均值函数()X m t ; (4)协方差函数(,)X C s t . 2. 利用抛掷一枚硬币一次的随机试验,定义随机过程 1 2 cos ()2t X t πωω?=??出现正面出现反面 且“出现正面”与“出现反面”的概率相等,各为1 2 ,求 1)画出{()}X t 的样本函数 2){()}X t 的一维概率分布,1 (;)2F x 和(1;)F x 3){()}X t 的二维概率分布121 (,1;,)2 F x x 3. 通过连续重复抛掷一枚硬币确定随机过程{()}X t cos ()2 t t X t t π?=? ?在时刻抛掷硬币出现正面 在时刻抛掷硬币出现反面 求:(1)1(,),(1,)2F x F x ; (2)121 (,1;,)2 F x x 4. 考虑正弦波过程{(),0}X t t ≥,()cos X t t ξω=,其中ω为正常数,~(0,1)U ξ. (1)分别求3,,,424t ππππωωωω = 时()X t 的概率密度(,)f t x . (2)求均值函数()m t ,方差函数()D t ,相关函数(,)R s t ,协方差函数(,)C s t . 5. 给定随机过程: ()X t t ξη=+ ()t -∞<<+∞ 其中r. v. (,)ξη的协方差矩阵为1334C ?? = ??? , 求随机过程{(),}X t t -∞<<+∞的协方差函数. 6. 考虑随机游动{(),0,1,2,}Y n n =

随机过程复习题(含答案)

随机过程复习题 一、填空题: 1.对于随机变量序列}{n X 和常数a ,若对于任意0>ε,有 ______}|{|lim =<-∞ >-εa X P n n ,则称}{n X 依概率收敛于a 。 2.设}),({0≥t t X 是泊松过程,且对于任意012≥>t t , ,则 15 92}6)5(,4)3(,2)1({-??= ===e X X X P , 618}4)3(|6)5({-===e X X P 15 32 62 32 92! 23!2)23(!23}2)3()5({}2)1()3({}2)0()1({} 2)3()5(,2)1()3(,2)0()1({} 6)5(,4)3(,2)1({----??=???==-=-=-==-=-=-====e e e e X X P X X P X X P X X X X X X P X X X P 66 218! 26}2)3()5({}4)3(|6)5({--===-===e e X X P X X P 3.已知马尔可夫链的状态空间为},,{321=I ,初始分布为),,(4 1 2141, ?????? ?? ????????? ?=434 103 13131043 411)(P ,则167)2(12=P ,161}2,2,1{210====X X X P

???????? ?????? ????=48 31481348 436133616367 164167165)1()2(2P P 16 7 )2(12=P 16 1 314341}2|2{}1|2{}1{}2,1|2{}1|2{}1{} 2,2,1{12010102010210=??=================X X P X X P X P X X X P X X P X P X X X P 4.强度λ的泊松过程的协方差函数),min(),(t s t s C λ= 5.已知平稳过程)(t X 的自相关函数为πττcos )(=X R , )]()([)(π?δπ?δπω-++=X S 6. 对于平稳过程)(t X ,若)()()(ττX R t X t X >=+<,以概率1成立,则称)(t X 的自相关函数具有各态历经性。 7.已知平稳过程)(t X 的谱密度为2 3)(2 42 ++=ωωωωS ,则)(t X 的均方值= 2 121- 222 2221 1221)2(22211122)(+??-+??=+-+= ωωωωωS ττ τ-- -=e e R X 2 12 1)(2

2007-2008第一学期数理统计与随机过程(研)试题(解答)

北京工业大学2007-2008学年第一学期期末 数理统计与随机过程(研) 课程试题 标准答案(仅供参考) 一、(10分)已知在正常生产的情况下某种汽车零件的重量(克)服从正态分布 ),(254σN ,在某日生产的零件中抽取10 件,测得重量如下: 54.0 55.1 53.8 54.2 52.1 54.2 55.0 55.8 55.1 55.3 问:该日生产的零件的平均重量是否正常(取显著性水平050.=α)? 解:按题意,要检验的假设是 54:0=μH ,因2σ未知,故用-t 检验法,由05.0=α,查t 分布表得临界 值2622290250.)(.=t ,由样本值算得 382514654.,.==t x 因为26222.

1255804101145701312680122222222 9 2 2 .)()(==++++++++= -=∑ =i i i i np np f χ 查表得919160502 9.).(=χ 因为9191612552..<=χ, 所以接受0H ,认为X 服从 等概率分布. 三、(15分)下表给出了在悬挂不同重量(单位:克)时弹簧的长度(单位:厘米) 求y 关于x 的一元线性回归方程,并进行显著性检验. 取显著性水平050.=α, 计算结果保留三位小数. 346.9,857.16==y x 根据计算结果可得: (1) 回归方程:X Y 1845.0244.6+=∧ ?????? ???? ??? =??-?=-=====??-==?-=244.61845.01187142.6571??1845.0857.454906.83?906.8342.65118717.1186857.4541187 124442x b y a S S b S S xx xy xy xx 于是得

应用随机过程-综述

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 课程设计(论文) 课程名称:应用随机过程 设计题目:综述 院系:电子与信息工程学院 班级: 09硕通信一班 设计者: 学号: 指导教师:田波平 设计时间: 2009-11至2009-12 哈尔滨工业大学

哈尔滨工业大学课程设计任务书

特征函数在随机过程研究中的作用与意义 1.特征函数的定义 在介绍特征函数在随机过程研究中的作用和意义之前,首先介绍一下特征函数的定义。 特征函数是一个统计平均值,它是由随机变量X 组成的新的随机变量j X e ω的数学期望,记为: ()()j X E e ωωΦ= (1) 当X 为连续随机变量时,则X 的特征函数可表示成 ()()i X i x Ee f x e dx ωωω∞ -∞ Φ== ? (2) 其中()f x 为X 的概率密度函数。 对于随机过程的特征函数的定义与随机变量的特征函数的定义一致。 对任意时刻t ,随机过程的一维特征函数为: () (,)[](,)i X t i x X t E e f x t e dx ωωω∞ -∞ Φ== ? (3) 2.特征函数的性质 以下本文不加证明的给出特征函数的几个性质: (1) |()|(0)1ωΦ≤Φ=; (2) 共轭对称性()()ωωΦ-=Φ; (3) 特征函数()ωΦ在区间(,)-∞∞上一致连续; (4) 设随机变量Y aX b =+,其中,a b 是常数,则()()ib Y X e a ω ωωΦ=Φ; 其中(),()X Y ωωΦΦ分别表示随机变量,X Y 的特征函数。上式对于随机过程同样适用。 (5) 设随机变量,X Y 相互独立,又Z X Y =+,则()()()Z X Y ωωωΦ=ΦΦ; 此式表示两个相互独立随机变量之和的特征函数等于各自特征函数的乘积。 3.特征函数在随机过程研究中的作用与意义 由于特征函数在随机过程中和随机变量中的定义是一致的,仅是将X 变为X (t ),将概率密度函数也做相应的变化即可。故本文为方便起见,将随机过程和随机变量的特征函数的作用与意义做统一的讨论。 利用特征函数求随机过程的概率密度

应用随机过程学习汇总

应用随机过程学习汇总

————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:

应用随机过程学习总结 一、预备知识:概率论 随机过程属于概率论的动态部分,即随机变量随时间不断发展变化的过程,它以概率论作为主要的基础知识。 1、概率空间方面,主要掌握sigma代数和可测空间,在随机过程中由总体样本空间所构成的集合族。符号解释: sup表示上确界, inf表示下确界。 本帖隐藏的内容 2、数字特征、矩母函数与特征函数:随机变量完全由其概率分布来描述。其中由于概率分布较难确定,因此通常计算随机变量的数字特征来估算分布总体,而矩母函数和特征函数便用于随机变量的N阶矩计算,同时唯一的决定概率分布。 3、独立性和条件期望:独立随机变量和的分布通常由卷积来表示,对于同为分布函数的两个函数,卷积可以交换顺序,同时满足结合律和分配率。条件期望中,最重要的是理解并记忆E(X) = E[E(X|Y)] = intergral(E(X|Y=y))dFY(y)。 二、随机过程基本概念和类型 随机过程是概率空间上的一族随机变量。因为研究随机过程主要是研究其统计规律性,由Kolmogorov定理可知,随机过程的有限维分布族是随机过程概率特征的完整描述。同样,随机过程的有限维分布也通过某些数值特征来描述。 1、平稳过程,通常研究宽平稳过程:如果X(t1)和X(t2)的自协方差函数 r(t1,t2)=r(0,t-s)均成立,即随机过程X(t)的协方差函数r(t,s)只与时间差 t-s有关,r(t) = r(-t)记为宽平稳随机过程。 因为一条随机序列仅仅是随机过程的一次观察,那么遍历性问题便是希望将随即过程的均值和自协方差从这一条样本路径中估计出来,因此宽平稳序列只需满足其均值遍历性原理和协方差遍历性原理即可。 2、独立增量过程:若X[Tn]– X[T(n-1)]对任意n均相互独立,则称X(t)是独立增量过程。若独立增量过程的特征函数具有可乘性,则其必为平稳增量过程。 兼有独立增量和平稳增量的过程称为平稳独立增量过程,其均值函数一定是时间t的线性函数。

随机过程考试题及答案(精选.)

2010级硕士生《随机过程》考试题

解:状态转移概率如下图所示: ,, (1)由图可知: 状态空间S 可分为C1:{1 ,2,3},C2:{4,5},C3:{6}三个不可约闭集,三个集合中的状态同类,全是正常返;周期全为1。 (2) 21)1(11=f 2723132312131313221)4(11 =???+???=f (3) 由于三个集合都是闭集,所以平稳分布分布在各个闭集中求解。 平稳分布的计算公式为:

???? ?≥==∑∑∈∈I j j j I i ij i j p 0,1ππππ 对C1:{1 ,2,3} ???????? ???=+++=+=+=1 32313221312132132 32 12311ππππππππππππ 解得: 838 341 321= ==πππ,, 对C2:{4 ,5} ??? ?? ? ???=++=+=121212121545 45544ππππππππ 解得: 2154= =ππ 对C3:{6} 易得:16=π (4)C1:{1 ,2,3}中, 各状态的平均返回时间分别是:

4 1 1 1== πμ 3 81 2 2= =πμ 3 81 3 3= =πμ C2:{4 ,5}中, 2 1 4 4== πμ 2 1 5 5==πμ C3:{6}中, 1 1 6 6== πμ 1.

5.设质点在区间[0,4]的整数点做随机游动,到达0点或者4点后以概率1停留在原处,在其他整数点分别以概率1/3向左、向右移动一格或者停留在原处,画出转移概率图并求质点随机游动的一步和二步转移概率矩阵。解: 转移概率图如下:

通信原理期末考试试题及答案

通信原理期末考试试题及答案 一、填空题(总分24,共12小题,每空1分) 1、数字通信系统的有效性用 传输频带利用率 衡量,可靠性用 差错率 衡量。 2、模拟信号是指信号的参量可 连续 取值的信号,数字信号是指信号的参量可 离散 取值的信号。 3、广义平均随机过程的数学期望、方差与 时间 无关,自相关函数只与时间间隔有关。 4、一个均值为零方差为2 n σ的窄带平稳高斯过程,其包络的一维分布服从瑞利分布, 相位的一维分布服从均匀分布。 5、当无信号时,加性噪声是否存在? 是 乘性噪声是否存在? 否 。 6、信道容量是指: 信道传输信息的速率的最大值 ,香农公式可表示为: )1(log 2N S B C + =。 7、设调制信号为f (t )载波为t c ωcos ,则抑制载波双边带调幅信号的时域表达式为 t t f c ωcos )(,频域表达式为)]()([2 1 c c F F ωωωω-++。 8、对最高频率为f H 的调制信号m (t )分别进行AM 、DSB 、SSB 调制,相应已调信号的带宽分别为 2f H 、 2f H 、 f H 。 9、设系统带宽为W ,则该系统无码间干扰时最高传码率为 2W 波特。 10、PSK 是用码元载波的相位来传输信息,DSP 是用前后码元载波的 相位差 来传输信息,它可克服PSK 的相位模糊缺点。 11、在数字通信中,产生误码的因素有两个:一是由传输特性不良引起的 码间串扰,二是传输中叠加的 加性噪声 。 12、非均匀量化的对数压缩特性采用折线近似时,A 律对数压缩特性采用 13 折线近似,μ律对数压缩特性采用15 折线近似。 二、简答题(总分18,共4小题) 1、随参信道传输媒质的特点?(3分) 答:对信号的衰耗随时间变化、 传输的时延随时间变化、 多径传播

应用随机过程 期末复习资料

第一章 随机过程的基本概念 一、随机过程的定义 例1:医院登记新生儿性别,0表示男,1表示女,X n 表示第n 次登记的数字,得到一个序列X 1 , X 2 , ·,记为{X n ,n=1,2, ·},则X n 是随机变量,而{X n ,n=1,2, ·}是随机过程。 例2:在地震预报中,若每半年统计一次发生在某区域的地震的最大震级。令X n 表示第n 次统计所得的值,则X n 是随机变量。为了预测该区域未来地震的强度,我们就要研究随机过程{X n ,n=1,2, ·}的统计规律性。 例3:一个醉汉在路上行走,以概率p 前进一步,以概率1-p 后退一步(假设步长相同)。以X(t)记他t 时刻在路上的位置,则{X(t), t ≥0}就是(直线上的)随机游动。 例4:乘客到火车站买票,当所有售票窗口都在忙碌时,来到的乘客就要排队等候。乘客的到来和每个乘客所需的服务时间都是随机的,所以如果用X(t)表示t 时刻的队长,用Y(t)表示t 时刻到来的顾客所需等待的时间,则{X(t), t ∈T}和{Y(t), t ∈T}都是随机过程。 定义:设给定参数集合T ,若对每个t ∈T, X(t)是概率空间),,(P ?Ω上的随机变量,则称{X(t), t ∈T}为随机过程,其中T 为指标集或参数集。 E X t →Ω:)(ω,E 称为状态空间,即X(t)的所有可能状态构成的集合。 例1:E 为{0,1} 例2:E 为[0, 10] 例3:E 为},2,2,1,1,0{ -- 例4:E 都为), 0[∞+

注:(1)根据状态空间E 的不同,过程可分为连续状态和离散状态,例1,例3为离散状态,其他为连续状态。 (2)参数集T 通常代表时间,当T 取R, R +, [a,b]时,称{X(t), t ∈T}为连续参数的随机过程;当T 取Z, Z +时,称{X(t), t ∈T}为离散参数的随机过程。 (3)例1为离散状态离散参数的随机过程,例2为连续状态离散参数的随机过程,例3为离散状态连续参数的随机过程,例4为连续状态连续参数的随机过程。 二、有限维分布与Kolmogorov 定理 随机过程的一维分布:})({),(x t X P x t F ≤= 随 机 过 程 的 二 维 分 布 : T t t x t X x t X P x x F t t ∈≤≤=21221121,,},)(,)({),(21 随机过程的n 维分布: T t t t x t X x t X x t X P x x x F n n n n t t t n ∈≤≤≤= ,,},)(,)(,)({),,(21221121,,21 1、有限维分布族:随机过程的所有一维分布,二维分布,…n 维分布等的全体 }1,,,),,,({2121,,21≥∈n T t t t x x x F n n t t t n 称为{X(t), t ∈T}的有限维分布族。 2、有限维分布族的性质: (1)对称性:对(1,2,…n )的任一排列),,(21n j j j ,有 ),,(),,(21,,,,21212 1 n t t t j j j t t t x x x F x x x F n n n j j j = (2)相容性:对于m

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