Умовне очікування експоненціальної випадкової величини


13

Для випадкової змінної ( ) інтуїтивно відчуваю, що має дорівнювати оскільки за властивістю без запам'ятовування розподіл такий же, як у але зміщений праворуч на .E [ X ] = 1ХДосвід(λ) E[X| X>x]x+E[X]X| X>xXxЕ[Х]=1λЕ[Х|Х>х]х+Е[Х]Х|Х>хХх

Однак я намагаюся використовувати властивість без запам'ятовування, щоб дати конкретний доказ. Будь-яка допомога дуже цінується.

Дякую.


Підказка: fХ|Х>а(х)=fХ(х-а) - математичний вираз, відповідний "зміщеному вправо на а ", і тому
Е[ХХ>а]=-хfХХ>а(х)гх=-хfХ(х-а)гх.
Тепер зробіть зміну змінних на інтегралі праворуч.
Діліп Сарват

2
Зауважимо, що Х|Х>х - усічений розподіл, усічений внизу " х ". Особливо це зміщений експоненціальний розподіл, а зміщений експонент не має властивості запам'ятовування .
AD

Відповіді:


13

За властивостями без запам'ятовування розподілX|X>x те саме, що уX але зміщено праворуч нах .

Нехай fХ(т) позначимо функцію щільності ймовірності (PDF) з Х . Тоді математична формулювання того , що ви правильно стану - а саме, умовно ПДФ Х за умови , що {Х>х} такий же , як і Х , але зрушена вправо на х - це те , що fХХ>х(т)=fХ(т-х) . Отже, Е[ХХ>х] , тоочікуване значеннязХ за умовищо{Х>х} є

E[XX>x]=tfXX>x(t)dt=tfX(tx)dt=(x+u)fX(u)duon substituting u=tx=x+E[X].
Зауважимо, що ми не використовували явно щільністьХпри обчисленні, і навіть не потрібноявноінтегрувати,якщо ми просто пам'ятаємо, що (i) область під pdf дорівнює1та (ii) визначення очікуваного значення a безперервна випадкова величина з точки зору її pdf.


9

Для подія { X > x } має ймовірність P { X > x } = 1 - F X ( x ) = e - λ x > 0 . Отже, E [ X X > x ] = E [ Xх>0{Х>х}П{Х>х}=1-ЖХ(х)=е-λх>0 але Е [ X

Е[ХХ>х]=Е[ХЯ{Х>х}]П{Х>х},
(використовуючи фокус Фейнмана, підтверджений теоремою домінованої конвергенції, тому що це весело) ( ) = - λ x d
Е[ХЯ{Х>х}]=хтλе-λтгт=()
= - λ d
()=-λхггλ(е-λт)гт=-λггλхе-λтгт
=-λd
=-λггλ(1λхλе-λтгт)=-λггλ(1λ(1-ЖХ(х)))
що дає бажаний результат E [ X X > x ] = 1
=-λггλ(е-λхλ)=(1λ+х)е-λх,
Е[ХХ>х]=1λ+х=Е[Х]+х.

2
Хоча використання хитрості Фейнмана цікаво, чому б просто не інтегрувати по частинах, щоб отримати
хтλе-λтгт=-те-λт|х+хе-λтгт=(х+1λ)е-λх?
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.