作者andy2007 (...)
看板Math
标题[机统] 条件几何分布
时间Sat May 7 12:51:31 2011
前辈们好,在课本看到一题看不懂的题目,想请教各位前辈们,题目如下:
====================================
一条生产线会生产2种型态的装置。
型态 1 装置的发生机率为 α,它的生命期为具参数 r 的几何随机分布。
型态 2 装置的发生机率为 1-α,它的生命期为具参数 s 的几何随机分布。
令 X 为任意一个装置的生命期。求出 X 的 pmf。
====================================
产生出 X 的随机实验牵涉到先选取一种装置状态,然後观察它的生命期。
我们可以分割本实验的结果集合为「事件B1」和「事件B2」,
事件B1代表装置是型态 1 的,事件B2代表装置是型态 2 的。
在给定的装置状态之下,X 的条件 pmf 为:
k-1
p (k) = (1-r) r ; k = 1,2,...
X|B1
k-1
p (k) = (1-s) s ; k = 1,2,...
X|B2
使用全机率定理可以得到:
n
p (x) = Σ p (x|Bi) P[Bi]
X i=1 X
p (k) = p (k|B1) P[B1] + p (k|B2) P[B2]
X X X
k-1 k-1
= (1-r) r α + (1-s) s (1-α) ; k = 1,2,...
并且求出这个装置生命期的期望值和变异数。
也就是
条件期望值:
∞ ∞ k-1 1
m = E[X|B1] = Σ k p (k|B1) = Σ k r(1-r) = --- (经过连加和指标变换)
X|B1 k=1 X k=1 r
1
m = ---
X|B2 s
条件变异数:
2
VAR[X|B1] = E [ ( X - m ) | B1 ]
X|B1
∞ 2
= Σ ( x - m ) p (x |B1)
k=1 k X|B1 X k
2 2
= E[X | B1] - m
X|B1
我的问题是:
二阶动差该怎麽算呢?
2
E[X | B1] = ?
我尝试着套用一阶动差的方法来算:
2
E[X | B1]
2
∞ 2 2 ∞ 2 k - 1
= Σ k p (k |B1) = Σ k r(1-r)
k=1 k=1
= ..... 就不知道该怎麽算下去了 Orz
(1+r)
课本的答案是 = -------
r^2
2 (1+s)
E[X | B2] = -------
s^2
请问各位前辈们,我该怎麽算呢?
只能用级数展开的方式来求解吗?还是说我的算法错了?
因为课本没有提到动差母函数,所以也不知道动差母函数可不可以用。
初学机率,有很多搞不清楚的地方,请各位前辈们指点迷津、批评指教
谢谢各位前辈们的帮忙,谢谢您们~
--
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◆ From: 140.125.169.71
※ 编辑: andy2007 来自: 140.125.169.71 (05/07 12:52)
1F:→ yhliu :f(x) = αr(1-r)^{x-1} + (1-α)s(1-s)^{x-1}, 05/07 13:32
2F:→ yhliu : x=1,2,... 05/07 13:32
3F:→ andy2007 :谢谢yhliu老师,可以再多说明一些吗?我不太懂 Orz 05/07 14:03
4F:→ andy2007 :我明白了,次方的^{x-1}的x不需要再平方一次 05/07 14:16
5F:→ andy2007 :但是这样不就是求二阶动差吗,几何分布的二阶动差是 05/07 14:30
6F:→ andy2007 :[2/r^2]-[1/r] = (2-r)/r^2 和上面的(1+r)/r^2 不同 05/07 14:32
更改一下:
2
E[X | B1]
∞ 2 ∞ 2 k - 1
= Σ k p (k |B1) = Σ k r(1-r)
k=1 k=1
1 2 3
= r + 4r(1-r) + 9r(1-r) + 16r(1-r) + ...
2 3
= r + r(1-r) + r(1-r) + r(1-r) + ...
2 3
+ r(1-r) + r(1-r) + r(1-r) + ...
2 3
+ r(1-r) + r(1-r) + r(1-r) + ...
2 3
+ r(1-r) + r(1-r) + r(1-r) + ...
+ ...
∞ k-1 ∞ k-1 ∞ k-1
= Σ r(1-r) + 3 Σ r(1-r) + 5 Σ r(1-r) + ...
k=1 k=2 k=3
∞ k-1 ∞ k-1 2 ∞ k-1
= Σ r(1-r) + 3(1-r) Σ r(1-r) + 5(1-r) Σ r(1-r) + ...
k=1 k=1 k=1
2
= 1 + 3(1-r) + 5(1-r) + ...
∞ k-1
= Σ (2k-1)(1-r)
k=1
Let n = k-1
2k - 1 = 2(k-1) + 1 = 2n+1
∞ n
= Σ (2n+1)(1-r)
n=0
∞ n ∞ n
= Σ (2n)(1-r) + Σ (1-r)
n=0 n=0
∞ n 1
= 2 Σ n(1-r) + ---
n=0 r
= 之後就不知道怎麽算了 Orz
※ 编辑: andy2007 来自: 140.125.169.71 (05/07 16:12)
※ 编辑: andy2007 来自: 140.125.169.71 (05/07 16:29)
7F:→ yhliu :你的问题本身问的是 p.m.f. 并没有问动差. 05/07 17:02
8F:→ yhliu :X 的分布为 X1 与 X2 的混合, 则 05/07 17:03
9F:→ yhliu : E[X^k] = αE[X1^k]+(1-α)E[X2^k]. 05/07 17:04
10F:→ andy2007 :谢谢yhliu前辈,因为课本後面是要问变异数,所以需要 05/07 17:06
11F:→ andy2007 :E[X^2 |B1] 这个东西,但是课本直接给出 = (1+r)/r^2 05/07 17:07
12F:→ andy2007 :我是想问说 E[X^2|B1] 为什麽会等於 (1+r)/r^2 05/07 17:07
13F:→ andy2007 :至於题目所问的pmf我是直接从课本打下来的,没把问题 05/07 17:08
14F:→ andy2007 :问清楚~真不好意思 Orz 05/07 17:09
16F:→ andy2007 :我想问说 E[X^2|B1] 为什麽会等於 (1+r)/r^2,算了好 05/07 17:17
17F:→ andy2007 :久就是算不出来 05/07 17:17