随机过程期末复习试题
随机过程复习题
第一章 1． 填空若X 1,X 2,…,X n 是相互独立的随机变量,且g i (t)是X i 的特征函数,i=1,2,…,n)则X=X 1+X 2+…X n 的特征函数g(t)= ＿g 1(t) g 2(t)…g n (t) 2.设P(S)是X 的母函数，试证: (1)若E(X)存在，则()1EX P '=(2)若D(X)存在，则 DX = P"(1)+ P ′(1)-[ P ′(1)]2证明:(1)因为()0kkk P s p s∞==∑，则()11k kk P s kp s∞-='=∑，令1s →，得()11kk E X P kp ∞='==∑ 。
（2）()11k kk P s kp s∞-='=∑，()()221k k k P s k k p s∞-=''=-∑()2222=k k k k k k p s kp s ∞--=-∑令1s →，得()()()222112P 1=1k k k kp kp EX p EX p EX p ∞='''-=--+=-∑()()2=P 1+1EX p '''∴()()()()222P 1+11DX EX EX p p ''''∴=-=-⎡⎤⎣⎦ 证毕3． 设X 服从B(n,p),求X 的特征函数g(t)及EX,EX 2,DX. 解：X 的分布列为P(X=k)=1k k n nC p q -,q=1-p ,k=0,1,2,...n,()00k n n n itk k k n k k it n k it g t e C p q C pe q pe q n n k k ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭--===+∑∑== 由性质得 ()(),0n t ditEX i inp dtp q ge ==-=-=+()()()22"22220n t iti npq d i p q g pne EX dt===-=+-+()22DX =EX EX =npq -4．设()0,1XN ，求X 的特征函数()g t解 dx xt g eitx ⎰∞+∞--=2221)(π由于e exx xixitx 2222=-，且〈+∞⎰∞+∞--dx xeitx 2221π，故由积分号下求导公式有⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-==-∞+∞-∞+∞--⎰⎰de e ixeg x i dx xt ixt itx 22'22221)(ππdx xt xieeitx itx ⎰⎰∞+∞--∞+∞-∞+∞---=222222ππ)(t tg -=于是得微分方程g ’(t)+tg(t)=0 解得方程的通解为eCtt g +-=22)(由于g(0)=1,所以C=0， 于是得X 的特征函数为e tt g 22)(-=5． 设随机变量()2,YN μσ，求Y 的特征函数是()Y g t .解：设()0,1XN ,则由例1.3知X 的特征函数 ett g 22)(-=令Y X σμ=+,则()2,YN μσ，由前面的命题知Y 的特征函数是()()eg e g tt t t i Xxi Y222σσμμ-==，6.()12,,,n X X X p ii 设是相互独立的随机变量，且X b n ，i=1,2,,n, ,b n p ⎛⎫ ⎪⎝⎭∑∑nn ii i=1i=1证明Y=X()()()()()()()111,,ini ii n it n n n n it it i i p t pe q t t pe q pe q b n p ====+∑=∏=∏+=+⎛⎫⎪⎝⎭∑∑∑ii i i X n i Y X i=1n n i i i=1i=1证因为X b n ，所以其特征函数为g i=1,2,,n,由特征函数的性质知，Y=X 的特征函数为g g 再由特征函数的唯一性定理知Y=X7． 设X 1,X 2…X n 是相互独立的随机变量，且(),,...2,1,~n i iiX=λπ证明⎪⎭⎫⎝⎛=∑∑==n i i ni i X Y 11~λπ证 因为(),~λπiiX所以其特征函数为()n i e t Xe g itii,...2,1,1==⎪⎭⎫⎝⎛-λ有特征函数的性质知，∑==ni iXY 1的特征函数为()()e eg g ni iti iti ie e t X t ni n i Y∑====⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∏∏11111λλ 再由唯一性定理知⎪⎭⎫⎝⎛=∑∑==n i i ni i X Y 11~λπ。
随机过程复习题及答案1
kh da
w.
co
m
2-69(P99)
2-70(P99)设 X [ n] 为独立同分布随机变量序列，定义离散时间随机过程
M [n] =
试求 M [ n] 的均值、方差和协方差。
课 后
X [1] + X [2] + ... + X [n] n
答
案
网
ww w.
kh da
w.
co
m
2-71(P100)
P{ X < Y } = ∫ P{ X − Y } = ∫
0 ∞
∫ ∫
0
2e − x e − 2 y dxdy =
y +10
0
0
课 后
P{ X 2 < Y } = ∫
∞
0
∫
0
2 2e − x e −2 y dxdy = 1 − e −10 3 1 y π 8 2 2e − x e − 2 y dxdy = 2 + e ( 2crf ( ) − 2 ) 4 4
2.5(P93) 已知集合S={1，2，3，4，5}，试给出三个定义于集合S上的Borel集。 解：根据Borel集的定义，可以在S上定义如下Borel集：
_
B1 = {∅ , S} B2 = {∅ , S, {1}, {2, 3, 4, 5}}_ B3 = {S的所有子集}
其中集合B3一共有32个元素，包括空集和全集。 2.17(P94) 某实验室从A B C三个芯片制造商处购得某芯片，数量比为1：2：2.已知ABC三个芯 片制造商的芯片次品率分别为0.001，0.005和0.01。若该实验室随机使用的某芯片是次品，向该 次品芯片购自制造商Z或C的概率分别是多少？ 解：用符号D表示芯片为次品这个事件，ABC分别表示芯片购自ABC三个芯片制造商，由Bayes 共识知道
随机过程期末复习题
，转移概率矩阵为：
则该链的状态分类为( A )． A. 1 和 2 都是遍历状态，3 和 4 是非常返状态； B. 1 和 2 都是遍历状态，3 和 4 是零返状态 ； C. 1 和 2 都是零常返状态，3 和 4 是正常返状态； D. 1 和 2 都是非常返状态，3 和 4 是遍历状态．
53. 如果状态 是常返的，则
0.
54. 如果状态 是零常返的，则从 出发再回到 的平均回转时间
55. 如果状态 是正常返的，则从 出发再回到 的平均回转时间
0.
. .
56. 马尔可夫链
从 出发到达 的平均次数为
.
57. 状态 是常返的充要条件是
.
58. 状态 是非常返的充要条件是
.
59. 为从状态 出发经有限步返回 的概率．如果
的矩母函数
，设 与 分别是以 ( B ).
A.
B.
C.
D.
7. 已知
是维纳过程，则下面错误的是(
B
).
A.Leabharlann 是独立增量过程B.
是平稳过程
C.
是平稳增量过程
D.
是正态过程
8. (
A
)的有限维分布关于时间是平移不变的.
A. 严平稳过程 B. 宽平稳过程 C. 平稳增量过程 D. 独立增量过程
9. 设
是泊松过程，下述结论不正确的是（ B ）.
元．
解题思路：索赔次数为一速率为 （次 月）泊松过程 ,总索赔金额为一复合泊松过程
赔付额为
，每次的赔付金额 ，故一年中保险公司的平均
39. 设顾客以每分钟 6 人的平均速率进入某商场，这一过程可以用泊松过程来描述．又设
表示进入该商场的第 位顾客在该商场所花费的金额（单位：元），且有
西安邮电大学研究生随机过程期末试题
西安邮电大学研究生随机过程期末试题1单选(2分)随机过程的数学期望，是随机过程的( )平均，而非( )平均。
[单选题] *A.时间平均，统计平均B.集合平均，统计平均C.统计平均，集合平均D.统计平均，时间平均(正确答案)2单选(2分)随机过程X(t)的互相关函数，描述了( )个随机过程任意( )个不同时刻状态之间的相互关系(相关程度) [单选题] *A.1,2B.2,1C.2,2(正确答案)D.1,13单选(2分)如果两个随机过程相互独立，则这两个随机过程之间没有( )关系。
如果两个随机过程互不相关，则这两个随机过程之间没有( )关系 [单选题] *A.任何，任何B.任何，线性(正确答案)C.线性，线性D.线性，任何4单选(2分)实现遍历过程时间自相关的三部曲正确的顺序是( )，( )和( ) [单选题] *A.平移、点对点相乘、相加2.00/2.00(正确答案)B.相加、点对点相乘，平移C.相加、平移、点对点相乘D.点对点相乘、平移、相加5单选(2分)实现卷积运算的的四部曲( )，( )，( )和( ) [单选题] *A.点对点相乘、平移、反转、相加B.点对点相乘、平移、相加、反转C.反转、相加、点对点相乘，平移D.反转、平移、点对点相乘、相加(正确答案)6单选(2分)若平稳随机过程含有一个周期分量，则其自相关函数则含有一个( )的周期分量。
[单选题] *A.0.5倍周期B.1倍周期(正确答案)C.3倍周期D.2倍周期7单选(2分)。
[单选题] *A.20.00/2.00B.5C.0(正确答案)D.18单选(2分)。
[单选题] *A.(正确答案)B.C.D.9单选(2分)。
[单选题] *A.5(正确答案)B.0C.1D.20.00/2.0010单选[单选题] *A.B.(正确答案)C.D.11单选[单选题] *A.1B.00.00/2.00C.3D.2(正确答案)12单选[单选题] *A.无法判断B.不遍历(正确答案)C.可能遍历也可能不遍历D.遍历13单选[单选题] *A.是的B.无法判断0.00/2.00C.不是(正确答案)D.可能是也可能不是14多选(3分)确定随机试验的3个基本要素是什么？ *A.试验之前却不能断言它出现哪个结果1.00/3.00(正确答案)B.不同条件下可以重复C.相同条件下可以重复；(正确答案)D.结果不止一个；1.00/3.00(正确答案)15多选(3分)随机过程宽平稳的判据有？ *A.数学期望是一常数(正确答案)B.自相关函数只与时间间隔有关，(正确答案)C.均方值是常数D.均方值有限(正确答案)16判断(2分)某次试验的随机变量，可以描述该次随机试验的所有结果，对吗？[单选题] *A.对(正确答案)B.错17判断随机过程是把以时间t作为参数的随机函数的统称，对吗？ [单选题] *A.错B.对(正确答案)18判断(2分)随机过程的一维概率密度，描述的是随机过程在任一特定时刻对应的随机变量的一维概率密度。
概率统计随机过程-期末试卷-参考答案
7. 1
8. 1 1
4. ，
2
数理统计
57 33 e 30 154 e 15 9. , 8 24
2 2 2
又由
15 S 2
2
4
即
152
2 15 S 2 (15) 知 D 2 2 15
D S 2 2 15
2
得 D S
2 15
4
五、解:
数理统计
1 2 3 (1) 先求二步转移概率矩阵 1 1/ 2 1/ 4 1/ 4 2 P (2) [ P (1)] 2 1/ 4 1/ 2 1/ 4 3 1/ 4 1/ 4 1/ 2 3 P{ X 2 2} P X 0 iP X 2 2 | X 0 i
数理统计
《概率统计与随机过程》期末试卷二 参考答案 一、填空题
1. F (1, n)
2. P X 1 x1 ,..., X n xn p i 1 (1 p) 其中xi 0或1;
1 n 3. X , Xi X n i 1
xi
n
n
xi
i 1
n
,
E ( S 2 ) p(1 - p)
六、解:
a2 (3) 因 RX ( t , t ) cos 0 , 2 i 故 S X R e d X
2 a i cos( ) e d 0 2 2 a cos(0 )e i d 2 a2 0 0 2
p1 (0) P12 (2) p2 (0) P22 (2) p3 (0) P32 (2) 1 1 1 1 1 ( ) 3 4 2 4 3 (2) P{ X 2 2, X 3 2 | X 0 1}
(完整word版)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<ωΦ∞∞ 其中ω为正常数，A 和Φ是相互独立的随机变量，且A 和Φ服从在区间[]0,1上的均匀分布，则X(t)的数学期望为 。
3．强度为λ的泊松过程的点间间距是相互独立的随机变量，且服从均值为1λ的同一指数分布。
4．设{}n W ,n 1≥是与泊松过程{}X(t),t 0≥对应的一个等待时间序列，则n W 服从 Γ 分布。
5．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⎪⎩⎪⎨⎧=时取得白球如果时取得红球如果t t t e tt X ,,3)(，则 这个随机过程的状态空间 。
6．设马氏链的一步转移概率矩阵ij P=(p )，n 步转移矩阵(n)(n)ij P (p )=，二者之间的关系为 (n)n P P = 。
7．设{}n X ,n 0≥为马氏链，状态空间I ，初始概率i 0p P(X =i)=，绝对概率{}j n p (n)P X j ==，n 步转移概率(n)ij p ，三者之间的关系为(n)j i ij i Ip (n)p p ∈=⋅∑ 。
8．设}),({0≥t t X 是泊松过程，且对于任意012≥>t t 则{(5)6|(3)4}______P X X ===9．更新方程()()()()0tK 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． 1λ4． Γ 5． 212t,t,;e,e 33⎧⎫⎨⎬⎩⎭。
6．(n)nP P =。
中国科学大学随机过程（孙应飞）复习题及答案
中国科学大学随机过程（孙应飞）复习题及答案中国科学大学随机过程(孙应飞)复习题及答案（1）设是一个实的零均值二阶矩过程，其相关函数为，且是一个周期为的函数，即，求方差函数。
解：由定义，有：（2）试证明：如果是一独立增量过程，且，那么它必是一个马尔可夫过程。
证明：我们要证明：，有形式上我们有：因此，我们只要能证明在已知条件下，与相互独立即可。
由独立增量过程的定义可知，当时，增量与相互独立，由于在条件和下，即有与相互独立。
由此可知，在条件下，与相互独立，结果成立。
（3）设随机过程为零初值（）的、有平稳增量和独立增量的过程，且对每个，，问过程是否为正态过程，为什么？解：任取，则有：由平稳增量和独立增量性，可知并且独立因此是联合正态分布的，由可知是正态过程。
（4）设为为零初值的标准布朗运动过程，问次过程的均方导数过程是否存在？并说明理由。
解：标准布朗运动的相关函数为：如果标准布朗运动是均方可微的，则存在，但是：故不存在，因此标准布朗运动不是均方可微的。
（5）设，是零初值、强度的泊松过程。
写出过程的转移函数，并问在均方意义下，是否存在，为什么？解：泊松过程的转移率矩阵为：其相关函数为：，由于在，连续，故均方积分存在。
（6）在一计算系统中，每一循环具有误差的概率与先前一个循环是否有误差有关，以0表示误差状态，1表示无误差状态，设状态的一步转移矩阵为：试说明相应齐次马氏链是遍历的，并求其极限分布（平稳分布）。
解：由遍历性定理可知此链是遍历的，极限分布为。
（7）设齐次马氏链一步转移概率矩阵如下：（a）写出切普曼－柯尔莫哥洛夫方程（C－K方程）；（b）求步转移概率矩阵；（c）试问此马氏链是平稳序列吗？为什么？解：（a）略（b）（c）此链不具遍历性（8）设，其中为强度为的Poission过程，随机变量与此Poission过程独立，且有如下分布：问：随机过程是否为平稳过程？请说明理由。
由于：故是平稳过程。
（9）设，其中与独立，都服从（a）此过程是否是正态过程？说明理由。
随机过程考试试题及答案详解
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（2F (（3(F （4，（1)(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)(tC x C t x f ，一维分布函数⎪⎩⎪⎨⎧+>+≤≤-<=t C x t C X C tCx C x x F ,1,,0)(；（2）根据相关定义，均值函数C tt EX t m X +==2)()(； 相关函数2)(231)]()([),(C t s Cst t X s X E t s R X +++==； 协方差函数12)]}()()][()({[),(stt m t X s m s X E t s B X X X =--=（当t s =时为方差函数） 【注】)()()(22X E X E X D -=；)()(),(),(t m s m t s R t s B X X X X -=求概率密度的通解公式|)(|/)(|)(|)()(''y x y f x y y f x f t ==2、（15分）设{}∞<<∞-t t W ),(是参数为2σ的维纳过程，)4,1(~N R 是正态分布随机变量；且对任意的∞<<∞-t ，)(t W 与R 均独立。
令R t W t X +=)()(，求随机过程{}∞<<∞-t t X ),(的均值函数、相关函数和协方差函数。
【解答】此题解法同1题。
依题意，|)|,0(~)(2t N t W σ，)4,1(~N R ，因此R t W t X +=)()(服从于正态分布。
故：均值函数1)()(==t EX t m X ；相关函数5)]()([),(==t X s X E t s R X ；协方差函数4)]}()()][()({[),(=--=t m t X s m s X E t s B X X X （当t s =时为方差函数） 3、（10分）设到达某商场的顾客人数是一个泊松过程，平均每小时有180人，即180=λ；且每个顾客的消费额是服从参数为s 的指数分布。
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期末复习试题
一、填空题
1. 假设()0.4,P A =()0.7P A B =， 若A 与B 互不相容，则()________P B =； 若A 与B 相互独立，则()________P B =.
2.设0<P (A )<1,0<P (B )<11=+)|()|(B A P B A P ,则A 与B 满足什么关系__________.
3．设A 与B 为两个事件，()0.9P A =，()0.3P AB =，则()P AB =___________.
4. 设()0.5P A =，()0.3P B =()0.2P B A =，则()P B A ⋃=___________. 5．设随机变量X 的分布率为{}7
a
P X k ==
，（ 1, 2, ,7k =）则常数a =_______.
6．设随机变量X 的密度函数为, 01,
()0, ax x f x <<⎧=⎨⎩其它.则常数a =_________
7. 设X 和Y 是两个随机变量，且3(0,0)7P X Y ≥≥=，4(0)(0)7
P X P Y ≥=≥=， 则{max(,)0}P X Y ≥= ______________
8. 设随机变量()X
πλ,且已知[(1)(2)]1E X X --=，则λ=___________.
9．设随机变量(,)X
B n p 的二项分布，且()4,()3,E X D X ==则n =___，p =___
10. 设X 服从2
(,)N μσ，随σ增大，概率{}P X μσ-<的值________________. 11. 设X 服从(1,4)N ，则2()E X 为 ________________.
12．设随机变量X 和Y 独立，且都服从(,1)N μ，若{1}0.5P X Y +≤=，则μ为
____
13．设随机变量X 和Y 独立，且X 服从(1,2)N ，Y 服从(0,1)N ，则23
Z X Y =-+服从_________
14. 设随机变量X 和Y 的数学期望分别为-2和2，方差分别为1和4，而相关系数为-0.5，
则由切比雪夫不等式，有{||6}P X Y +≥≤_______________.
15. 某人不断地掷骰子．设n X 表示前n 次抛掷中出现的最大点数，那么随机序列
{},1n X n ≥的状态空间是____________________.
16．设计数过程{(),0}N t t ≥是强度为λ的泊松过程，令00t =，则均值函数为_____，方差函数为_____.
17．设{(),0}W t t ≥是以2
σ为参数的维纳过程，则0, ()
t W t ∀>___________________.
18．已知1{,}n X n T ∈为马尔可夫链，12{,,}I a a =为状态空间，对于120,r t t t m ≤<<
<<
（1,,i t m m n T +∈），都有1122{,,
,,}r r m n t i t i i i m i p X a X a X a X a X a +======______
二、简单计算题
1. 已知1()()(),4P A P B P C ===1
()0, ()(),8
P AC P AB P BC ===求,,A B C 至少有一个发生的概率
2．设X 的密度函数为, 0 1,()0, .
ax x f x <<⎧=⎨
⎩其他试求：（1）常数a ；（2）1
{0}2P X ≤≤．
3．设X 的密度函数为1
2
1, 0,
()20, .x e x f x -⎧>⎪=⎨⎪⎩
其他求以a 为未知数的一元二次方程
2240a Xa ++=有实根的概率。
4．设随机变量101,(1,2)111424i
X i -⎡⎤
⎢⎥=⎢⎥⎣⎦
，且满足12(0) 1.P X X ==求12max(, )Z X X =的分布率
5．设随机变量X 的期望()E X 非负，且2
1{1}22
E X -=，11
{
1}22
D X -=，求()
E X 。
6. 设随机变量X 和Y 独立，且X 服从(150,4)N ，Y 服从(0,1)N ，令12Z X Y =+，
22Z X Y =-，求12ov(,)C Z Z 。
三、计算题
1. 将两信息分别编码为A 和B 传递出去，接收站收到时，A 被误收作B 的概率为0.02， B
被误收作A 的概率为0.01，信息A 与信息B 传送的频繁程度为,1:2试求：（1）收到信号B 的概率是多少？（2）若接收站收到的信息为A ，问原发信息是A 的概率是多少？
2.设随机向量(, )X Y 的分布律为
验证：X 和Y 是不相关的，但X 和Y 不是相互独立的.
3．设X 和Y 是两个相互独立的随机变量，其密度函数分别为
,0,()0x X e x f x λλ-⎧>=⎨⎩，其他.,0,
()0,
0.y Y e y f y y μμ-⎧>=⎨
≤⎩ （1）写出X 和Y 的联合密度函数；（2）令1, 0, X Y
Z X Y >⎧=⎨≤⎩
，求Z 的分布率与分布函数；（4）()E Z 和()D Z .
4. 某单位内部有260部电话分机，每部分机有4%的时间使用外线与外界通话，可以认为
每部电话分机用不用外线是相互独立的，问总机需备多少条外线才能以95%把握保证各分机在用外线时不必等候．（(1.64)0.9495Φ=，(1.65)0.9505Φ=，(1.66)0.9515Φ=） 5. 设(),,X t At B t =+-∞<<+∞式中,A B 是相互独立，且都服从正态2(0,)N σ分布的随机变量，试说明()X t 是一正态过程，并讨论它的平稳性．
6．设齐次马氏链{, 1}n X n ≥的状态空间{0,1,2}I =，一步转移概率矩阵为
1/43/40P 1/41/21/401/43/4⎡⎤
⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦
，初始状态的概率分布为1{(0)}, 1,2,33
P X i i ===
试求：（1）判断马氏链是否具有遍历性；（2）03{1,2}P X X ==（3）3{1}P X =.。