Σχολή Εφαρµοσµένων Μαθηµατικών και Φυσικών Επιστηµών Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Στοχαστικές Ανελίξεις. Ασκήσεις Κεφαλαίου 2. Κοκολάκης Γεώργιος

Σχετικά έγγραφα
Ασκήσεις 3 ου Κεφαλαίου

Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Ενδεικτικές Λύσεις Ασκήσεων. Κεφάλαιο 3. Κοκολάκης Γεώργιος

Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Ενδεικτικές Λύσεις Ασκήσεων. Κεφάλαιο 1. Κοκολάκης Γεώργιος

Σχολή Εφαρµοσµένων Μαθηµατικών και Φυσικών Επιστηµών Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Στοχαστικές Ανελίξεις. Κεφάλαιο 1: Εισαγωγή. Κοκολάκης Γεώργιος

2.1. ΑΠΛΟΣ ΤΥΧΑΙΟΣ ΠΕΡΙΠΑΤΟΣ

Θεωρία Πιθανοτήτων & Στατιστική

Θεωρία Πιθανοτήτων & Στατιστική

ΒΟΗΘΗΤΙΚΕΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ

Υπολογιστικά & Διακριτά Μαθηματικά

Μαθηματικά. Ενότητα 7: Μη Πεπερασμένα Όρια. Σαριαννίδης Νικόλαος Τμήμα Λογιστικής και Χρηματοοικονομικής

Θεωρία Πιθανοτήτων & Στατιστική

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου. Ενότητα Α: Γραμμικά Συστήματα

Συστήματα Αναμονής. Ενότητα 3: Στοχαστικές Ανελίξεις. Αγγελική Σγώρα Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΓΙΑ ΟΙΚΟΝΟΜΟΛΟΓΟΥΣ

ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΩΝ

Θεωρία Πιθανοτήτων & Στατιστική

Διαδικασίες Markov Υπενθύμιση

Μαθηματικά. Ενότητα 6: Ασκήσεις Ορίων Συνάρτησης. Σαριαννίδης Νικόλαος Τμήμα Λογιστικής και Χρηματοοικονομικής

Θεωρία Πιθανοτήτων & Στατιστική

Συστήματα Αναμονής. Ενότητα 2: Τυχαίες Μεταβλητές. Αγγελική Σγώρα Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ

Μαθηματικά. Ενότητα 9: Όριο Συνάρτησης στο Διηνεκές. Σαριαννίδης Νικόλαος Τμήμα Λογιστικής και Χρηματοοικονομικής

ΣΤΟΧΑΣΤΙΚΕΣ ΙΑ ΙΚΑΣΙΕΣ

Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης. Λογισμός 3 Ασκήσεις. Μιχάλης Μαριάς Τμήμα Α.Π.Θ.

Συστήματα Αναμονής. Ενότητα 7: Ουρά Μ/Μ/1. Αγγελική Σγώρα Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ

Θεωρία Πιθανοτήτων & Στατιστική

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΓΙΑ ΟΙΚΟΝΟΜΟΛΟΓΟΥΣ

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΓΙΑ ΟΙΚΟΝΟΜΟΛΟΓΟΥΣ

Αυτοματοποιημένη χαρτογραφία

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Πιθανότητες. Συναρτήσεις πολλών μεταβλητών Διδάσκων: Επίκουρος Καθηγητής Κωνσταντίνος Μπλέκας

ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΩΝ

Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύ

Αξιολόγηση Επενδυτικών Σχεδίων

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 12: Κριτήρια Σύγκλισης Σειρών. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

ΑΝΑΓΝΩΡΙΣΗ ΠΡΟΤΥΠΩΝ. ΕΝΟΤΗΤΑ: Γραμμικές Συναρτήσεις Διάκρισης. ΔΙΔΑΣΚΟΝΤΕΣ: Βλάμος Π. Αυλωνίτης Μ. ΙΟΝΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

Κεφάλαιο 2: Τυχαίος Περίπατος

Οικονομετρία. Απλή Παλινδρόμηση Βασικές έννοιες και τυχαίο σφάλμα. Τμήμα: Αγροτικής Οικονομίας & Ανάπτυξης. Διδάσκων: Λαζαρίδης Παναγιώτης

Υπολογιστικά & Διακριτά Μαθηματικά

ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΜΕ ΧΡΗΣΗ Η/Υ

Μαθηματικά. Ενότητα 12: Ακρότατα Συνάρτησης Σαριαννίδης Νικόλαος Τμήμα Λογιστικής και Χρηματοοικονομικής

Λογιστικές Εφαρμογές Εργαστήριο

9 ο ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΣΗΜΑΤΑ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύ

Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύ

Μαθηματικά. Ενότητα 3: Εξισώσεις και Ανισώσεις 1 ου βαθμού. Σαριαννίδης Νικόλαος Τμήμα Λογιστικής και Χρηματοοικονομικής

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΓΙΑ ΟΙΚΟΝΟΜΟΛΟΓΟΥΣ

Μαθηματικά Ενότητα 11: Θεώρημα Μέσης Τιμής Μονοτονία Συνάρτησης

Ανάλυση βάδισης. Ενότητα 2: Χωροχρονικές παράμετροι

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Πιθανότητες. Συνεχείς τυχαίες μεταβλητές Διδάσκων: Επίκουρος Καθηγητής Κωνσταντίνος Μπλέκας

Θεωρία Πιθανοτήτων & Στατιστική

Μαθηματικά. Ενότητα 13: Κυρτότητα Συνάρτησης Σαριαννίδης Νικόλαος Τμήμα Λογιστικής και Χρηματοοικονομικής

Εφαρμοσμένη Στατιστική

Το Επενδυτικό σχέδιο 3. Βασικές έννοιες και ορισµοί

Στατιστική Επιχειρήσεων Ι

Εφαρμογές της Λογικής στην Πληροφορική

Πληροφορική. Εργαστηριακή Ενότητα 3 η : Επεξεργασία Κελιών Γραμμών & Στηλών. Ι. Ψαρομήλιγκος Τμήμα Λογιστικής & Χρηματοοικονομικής

Στατιστική Ι. Ενότητα 7: Κανονική Κατανομή. Δρ. Γεώργιος Κοντέος Τμήμα Διοίκησης Επιχειρήσεων Γρεβενών

Μοντελοποίηση Λογικών Κυκλωμάτων

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΓΙΑ ΟΙΚΟΝΟΜΟΛΟΓΟΥΣ

Μαθηματικά. Ενότητα 2: Διαφορικός Λογισμός. Σαριαννίδης Νικόλαος Τμήμα Διοίκησης Επιχειρήσεων (Κοζάνη)

Ανάλυση ευαισθησίας Ανάλυση ρίσκου. Μαυρωτά Γιώργου Αναπλ. Καθηγητή ΕΜΠ

Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύ

Θεωρία Πιθανοτήτων & Στατιστική

ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΩΝ

Μαθηματικά και Φυσική με Υπολογιστές

ΧΩΡΟΤΑΞΙΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ. Αναστασία Στρατηγέα. Υπεύθυνη Μαθήματος

Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΑΝΑΛΥΣΗ ΑΛΓΟΡΙΘΜΩΝ

ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΩΝ

ΟΙΚΟΝΟΜΕΤΡΙΑ. Ενότητα 2: Παλινδρόμηση. Αναπλ. Καθηγητής Νικόλαος Σαριαννίδης Τμήμα Διοίκησης Επιχειρήσεων (Γρεβενά)

Στατιστική. 5 ο Μάθημα: Βασικές Έννοιες Εκτιμητικής. Γεώργιος Μενεξές Τμήμα Γεωπονίας ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

Εφαρμογές Συστημάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών

Εφαρμογές Συστημάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών

Εφαρμοσμένη Στατιστική

Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύ

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ, ΚΑΙΝΟΤΟΜΙΑ ΚΑΙ ΕΠΙΧΕΙΡΗΜΑΤΙΚΟΤΗΤΑ 9 Ο εξάμηνο Χημικών Μηχανικών

Εκκλησιαστικό Δίκαιο. Ενότητα 10η: Ιερά Σύνοδος της Ιεραρχίας και Διαρκής Ιερά Σύνοδος Κυριάκος Κυριαζόπουλος Τμήμα Νομικής Α.Π.Θ.

Αυτοματοποιημένη χαρτογραφία

Συστήματα Αναμονής. Ενότητα 9: Ανέλιξη Γέννησης - Θανάτου. Αγγελική Σγώρα Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ

Μαθηματικά και Φυσική με Υπολογιστές

Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Aνάλυση Σήματος. 2 η Σειρά Ασκήσεων Θεόδωρος Αλεξόπουλος

Εφαρμογές της Λογικής στην Πληροφορική

Στατιστική. Ενότητα 3 η : Χαρακτηριστικά Τυχαίων Μεταβλητών Θεωρητικές Κατανομές Πιθανότητας για Διακριτή Τυχαία Μεταβλητή

Μαθηματικά και Φυσική με Υπολογιστές

Υπολογιστικά & Διακριτά Μαθηματικά

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗ ΓΕΩΓΡΑΦΙΑ. Υπεύθυνη μαθήματος Αναστασία Στρατηγέα Αναπλ. Καθηγ. Ε.Μ.Π.

1.1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΚΑΙ ΠΡΟΚΑΤΑΡΚΤΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ

Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου II

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΝΑΜΟΝΗΣ Queuing Systems Εκθετική Κατανομή, Στοχαστικές Ανελίξεις Διαδικασίες Απαρίθμησης, Κατανομή Poisson

Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύ

Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου 1 Ενότητα # 5: Χρήση μετασχηματισμού Laplace για επίλυση ηλεκτρικών κυκλωμάτων Μέθοδοι εντάσεων βρόχων και τάσεων κόμβων

Πληροφορική. Εργαστηριακή Ενότητα 1 η : Εισαγωγή στα Λογιστικά Φύλλα με το MS Excel. Ι. Ψαρομήλιγκος Τμήμα Λογιστικής & Χρηματοοικονομικής

ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΜΕ ΧΡΗΣΗ Η/Υ

Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύ

Ορισμός κανονικής τ.μ.

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου. Ενότητα Β: Ευστάθεια Συστήματος (Γ Μέρος)

Ιστορία της μετάφρασης

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 15: Ολοκληρώματα Με Ρητές Και Τριγωνομετρικές Συναρτήσεις Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Νέες Τεχνολογίες στην Εκπαίδευση

Ποσοτικές Μέθοδοι στη Διοίκηση Επιχειρήσεων Ι Σύνολο- Περιεχόμενο Μαθήματος

Ροή με στροβιλότητα Αστρόβιλη ροή

Transcript:

Σχολή Εφαρµοσµένων Μαθηµατικών και Φυσικών Επιστηµών Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Στοχαστικές Ανελίξεις Ασκήσεις Κεφαλαίου 2 Κοκολάκης Γεώργιος

Άδεια Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άδεια χρήσης άλλου τύπου, αυτή πρέπει να αναγράφεται ρητώς.

3 2.1. Με εφαρµογή του 1 ου Λήµµατος Borel-Cantelli να αποδείξετε ότι στον απλό τυχαίο περίπατο p q το ενδεχόµενο limsup A n = n= 1 A m m= n µε Α n = {X n = 0} (n = 1, 2, ) έχει πιθανότητα µηδέν. (Να ερµηνευτεί το αποτέλεσµα αυτό). 2.2. Να αποδειχθεί ότι στον απλό τυχαίο περίπατο η σ.α. {X n /n : n = 1, 2, } συγκλίνει µε πιθανότητα τη µονάδα στο p q. 2.3. Να αποδείξετε ότι στον απλό τυχαίο περίπατο για κάθε αριθµό a έχουµε: # 1, P[X n > a ] "! 0, p > q p < q για n.

4 2.4. Στον απλό τυχαίο περίπατο µε Χ 0 = 0 έστω α η πιθανότητα να φθάσει το σωµατίδιο κάποια στιγµή στη θέση s = 1. Με αναφορά στο αποτέλεσµα του 1 ου βήµατος να δείξετε ότι ισχύουν τα παρακάτω: (α) α = p + (1 p)α 2. (β) α = # 1, "! p/q, για για p p < 1/2 1/2. 2.5. (Συνέχεια προηγούµενης). Να απαντηθούν τα παρακάτω: (α) (β) Ποια η πιθανότητα να φθάσει κάποια στιγµή στη κατάσταση m; (m>0). Για p < ½ και µε δεδοµένο ότι κάποια στιγµή φθάνει την κατάσταση m (m>0) να υπολογιστεί η δεσµευµένη πιθανότητα να περάσει από την κατάσταση k στην κατάσταση k +1 µε k < m.

5 2.6. Αν Τ είναι ο χρόνος (ο αριθµός των βηµάτων) στον απλό τ.π. µέχρι να φθάσει το σωµατίδιο για πρώτη φορά στην κατάσταση 1, να δείξετε ότι ισχύουν τα παρακάτω: (α) # 1/(2p-1), Ε[Τ] = "!, (β) Για p > ½, για p > 1/2 για p 1/2. 4p(1 p) Var[T] =. 3 (2p 1) 2.7. Με βάση τα αποτελέσµατα της προηγούµενης άσκησης να προσδιορίσετε τα παρακάτω. (α) (β) Τη µέση τιµή του χρόνου µέχρι να φθάσει το σωµατίδιο στη κατάσταση m (m>0). Τη διασπορά του χρόνου µέχρι να φθάσει το σωµατίδιο στη κατάσταση m (m>0). 2.8. Στον απλό τ.π. να υπολογιστεί ο µέσος αριθµός επισκέψεων στην κατάσταση k.

6 2.9. Παίκτης κερδίζει ή χάνει 1 µονάδα µε ίσες πιθανότητες. Αν ξεκίνησε µε ποσό I να δειχθεί ότι ο αναµενόµενος χρόνος µέχρι τη στιγµή που τα χρήµατά του γίνονται Κ ή 0 είναι I(Κ - I), I = 0, 1,, Κ. 2.10. Να δείξετε ότι στον τ.π. {Χ n : n = 1, 2, } µε Χ 0 = 0, µ = Ε[Χ n+1 X n ] 0 και φράγµατα -a, (a, > 0) η τ.µ. έχει πεπερασµένη µέση τιµή. Ν = min{n: X n -a ή X n } 2.11. Σωµατίδιο ανά µονάδα χρόνου κινείται ένα βήµα δεξιά ή αριστερά µε πιθανότητες p και q αντίστοιχα, ή παραµένει στην ίδια θέση µε πιθανότητα r = 1 p q. Να προσδιοριστούν τα παρακάτω: (α) Η γεννήτρια πιθανοτήτων G n (s) της θέσης X n. (β) Η µέση τιµή και η διασπορά της θέσης X n. (γ) Η γεννήτρια συνάρτηση G(s,t) = n 0G (s) t. n

7 2.12. Στον τυχαίο περίπατο της προηγούµενης άσκησης να προσδιοριστεί η κατανοµή της πλέον ακραίας προς τα αριστερά θέσης M n = min{x n : n = 0, 1, 2, ) µε X 0 = 0. 2.13. Θεωρείστε συµµετρικό τυχαίο περίπατο πάνω στο S = {0, 1,, a} µε την κατάσταση 0 απορροφητική και την κατάσταση a ανακλαστική µε πιθανότητα θ. Έχουµε δηλαδή P[X n = i + 1 X n-1 = i] = 0.5 = 1 - P[X n = i - 1 X n-1 = i] (i 0, a), P[X n = 0 X n-1 = 0] = 1 και P[X n = a - 1 X n-1 = a] = θ = 1 - P[X n = a X n-1 = a] (n = 1, 2, ). Να δειχθεί ότι η απορρόφηση στη θέση 0 είναι βεβαία. Να ευρεθεί η κατανοµή του χρόνου απορρόφησης. 2.14. Έστω {Χ n : n = 0, 1, 2, } µια Μαρκοβιανή ανέλιξη µε χώρο καταστάσεων S = {0, 1, 2, } για την οποία ισχύει η σχέση Ε[X n+1 X n = i] = Ai+B, i S (n = 0, 1, 2, ) µε Α 0. Να δειχθεί ότι ισχύει η σχέση: E[X n+1 ] = Β(1-Α) -1 +Α n {E[X 0 ] B(1-A) -1 } (n = 0, 1, 2, ).

8 2.15. Έστω Χ, Υ ανεξάρτητες τ.µ. και Ζ = Χ Υ. Εάν οι τ.µ. Χ, Υ ακολουθούν την Εκθετική κατανοµή µε παραµέτρους α και β αντίστοιχα να προσδιοριστεί η ροπογεννήτρια g(s) της τ.µ. Ζ καθώς και οι ρίζες των εξισώσεων g(s) = 1 και g (s) = 0. 2.16 Εφαρµόζοντας την αποδεικτική διαδικασία της 2.3.3 να προσδιοριστεί η γεννήτρια πιθανοτήτων του χρόνου Ν µέχρι την απορρόφηση στον απλό τ.π. µε απορροφητικά φράγµατα στα σηµεία -a και. 2.17. Να αποδειχθεί ότι στον απλό τ.π. µε απορροφητικά φράγµατα στα σηµεία -a και οι ροπές της X N όπου Ν ο χρόνος απορρόφησης είναι: E[X k N k a a $ p (p q ) + ( a)! a+ ] = p q # k k! a + ( a),!" a + k a+ q a (p q ), p q p = q.

9 2.18. (Συνέχεια προηγουµένης) Να αποδειχθεί ότι για τον χρόνο απορρόφησης Τ = min{n : X n (-a, )} ισχύει: k a a k a $ p (p q ) + ( a) q (p! E[ Τ ] = a+ a+ # (p q)(p q )! " a, q ), p p = q q.

Χρηµατοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδηµαϊκά Μαθήµατα Ε.Μ.Π.» έχει χρηµατοδοτήσει µόνο την αναδιαµόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράµµατος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηµατοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταµείο) και από εθνικούς πόρους.