Поняття випадкового процессу. Скінченновимірні розподіли випадкових процесів.
Випадковий процес ξ(t) , tЄT (T={1,2…,n})–параметричне сімейство випадкових величин. I=[0;∞], ξ(t), t≥0.
Cімейство функцій скінченно вимірного розподілу:
Ft1,t2,…,tn (A1,A2,…,An) = P(ξ(t1)Є A1 , ξ(t2)Є A2 ,…,ξ(tn)Є An ).
t1 , t2 ,…, tn Є[0;∞], A1,A2,…,An Є Fx
Ці функції задовольняють умовам узгодженості скінченновимірних розподілів:
1) Ft1,t2,…,tn (A1,A2,…,An-1,x)= Ft1,t2,…,tn-1 (A1,A2,…,An-1)
2) Ft1,t2,t3,…,tn (A1,A2,…,An)= Ft2,t1,t3,…,tn (A2,A1, A3…,An)
Теорема Колмогорова
Для будь-якого набору скінченновимірного розподілу, який задовольняє умові узгодженості,існує ймовірностний простір (Ω, F , Р), на якому заданий ξ(t), для яког йя система буде скінченновимірним розподілом.
Типи випадкових процесів
· ПНЗ(процеси з незал. значеннями)
Ft1,t2,…,tn (A1,A2,…,An)= Ft1(A1) Ft2(A2)… Ftn(An)
Ft(A)=P(ξ(A) ЄA)
· ПНП(Процес з незал. приростами)
t1< t2<… tn
Якщо ξ(t1), ξ(t2)- ξ(t1), ξ(t3)- ξ(t2),…, ξ(tn)- ξ(tn-1) прирости процесу незалежні, то
Ft(A)=P(ξ(t) ЄA)
Fs,t(B)=P(ξ(t)- ξ(s))ЄB
ξ(tn)=( ξ(tn)- ξ(tn-1))+( ξ(tn-1)- ξ(tn-2))…+(ξ(t2)- ξ(t1))+ ξ(t1)
· ОПНП(однорідні процеси з незал. приростами)
Fs,t(B)=Ft-s(B)
ξ(t)- ξ(S) ξ(t+1)- ξ(S+1) ξ(t-S)- ξ(0)=0
φt(λ)=Meiλξ(t) = etk(λ)
k(λ) – кумулянта
k(λ) = iλa – t2σ2/2 + eiλx – 1 – ) dG(x), G(0)=0
Процеси з незалежними приростами
Типи випадкових процесів:
1. Процеси з незалежними значеннями:
Ft1 t2 … tn(A1 A2 … An)=Ft1(A1) *Ft2(A2)*… *Ftn(An)
Ft(A)=P(ξ(t)єА)
2. Процеси з незалежними приростами t1<t2<t3<…<tnξ(0)=0
|
|
ξ (t2)- ξ (t1); ξ (t3)- ξ (t2); ξ (tn)- ξ (tn-1) прирости незалежні
Ft(A)=P{ ξ(t) є A }Ft,s (B)=P { ξ(t)-ξ(s) є B }
ξ(tn)=(ξ(tn)-ξ(tn-1))+ (ξ(tn-1)-ξ(tn-2))+ (ξ(tn-2)-ξ(tn-3))+…+(ξ(t2)-ξ(t1))+ ξ(t1)
Однорідні процеси з незалежними приростами
Ft,s(B)=Ft-s(B)
ξ(t) – ξ(s) ~ ξ(t+1) – ξ(s+1) ~ ξ(t-s) – ξ(0) =0
φt(λ)=Meiλξ(t) =etk(λ) k(λ) кумулянтаОПНП
k(λ)=iλa – (t2 ϭ2 )/2+ (ei λ x -1-(iλx)/(1+x2) )
( (x2+1)/x ) dG(x) G(0)=0 dG(x) – функція обмеженої варіації
Приклади ОПНП : вінерівський процес; пуасонівський процес; процеси відновлення; гілясті процеси
38. Вінерівський процес (процес броунівського руху):
1) w(t) – ОПНП;
2)M(w(t+h) – w(t)) = M(w(h))=0
3)M(w(t+h)-w(t))2 = Mw2(h)=G2h
4)M|w(t+h)-w(t)|3 = M|w(h)|3 = o(h)
Пуассонівський процес
Процес П(t), t>0, який приймає значення {0…n}, називається пуассонівським, якщо:
1)ОПНП, П(0)=0; 2) Р{П(t+h)- П(t)=1}=λh+o(h);
3) P{ П(t+h)- П(t)=0}=1- λh+o(h); 4)P{ П(t+h)- П(t)>1}=o(h);
Позначимо
Розпишемо
h→0
Для зручності введемо генератрису:
К-те рівняння множимо на
Отже, в момент часу t пуассонівський процес має пуассонівський розподіл з параметром
|
|
ПП(t)= ДП(t)=
Процеси відновлення. Функція відновлення
- ПНОРВВ
Mτi ≥ a
S1 =
S2 =
Sn =
- випадковий процес приймає цілі невід’ємні значення, кількість точок відновлення до моменту часу t
Тотожність комарова-феллера
– Інтегральне рівняння відновлення
Приклад:
Пуасонівський процес
ЗВЧ для процесів відновлення:
Теорема 1
Теорема2-елементарна Теорема відновлення
Т3 основна теорема відновлення
T4 Вузлова теорема відновлення
Нехай виконуються умови теореми 3
f(t) монотонно спадна,інтегрована
Парадокс Т відновлення
Гіллясті процеси
ξ p(ξ>k)=p(k) - ланцюг Маркова
p(ξ=0)=p0>0
φn(s)=Msηn φ(s)= Msξ1= skpk φ(s)=Ms
P{ηn-1=k}= k(s)p(ηn-1=k)=φn-1 (φ(s))= φn(s)= φn-1(φ(s))= φn-2 (φ(φ(s))) φ 1(s)= φ(s)
= φn-2 (φ2(s))= φn-3 (φ3(s))= φ1(s) (φn-1(s))= φ(φn-1(s))
Mηn=φn’(1)=Mn φn’(1)* φ’(φn-1(1)) *φ’n-1(1)=φ’(1) φ’n-1(1)2m*mn-1
|
|
mn=m*mn-1 mn=mn qn=p(ηn=0) q0=p(ξ=0)=p φ(0)=p0=q0 φn(0)=qn
qn =qn-1(p0) qn= φ(qn-1) lim qn=π π= φ(π)
{ ηn =0}→ {ηn-1=0}
qn≤ qn+1 Момент зростання послідовності 0<q<1
ᴲ n= π π= φ(π)-найбільший корінь φ(1)=1
q1=p0 q2= φ(q1) φ(s)=p0+sp1+s2p2+…
π= φ(π) = φ(π) n= π π≤
q1 =φ (q1)=p0+p1q1+p1q2+…≥p0; q1= φ(0)=p0; q2≥q1;
q2= φ (q1) w0(t)=-w(t)
ηn pk=p{ ξi=k} p0=p{ξ=0}>0-ймов. виродження
φ (s)= kpk=p0+sp1+s2 p2+…
φn(s)=MsZn
1) φn(s)= φn-1(φ(s)) 2) φn(s)= φ(φn-1(s))
mn=mn m=Mξ φ’(1)=Mξ φ’n(1)=M ηn
qn=p{ ηn =0} qn≤ qn+1 lim qn= π qn = φ n(0) φ(1)=1 π=1 qn = φ(qn-1) π= φ(π)
Припустимо = φ ( ) π≤ q1=p(ξ=0)=p0 q2= φ (q1)
q1≤ = φ( ) p0 =p0+ p1+ p2+… qn≤ q2=φ(q1)≤φ( )=
qn= φ(qn-1) ≤ φ( )= qn≤ n→∞ π≤
1) m≥1 Mξ =m
φ’(1)≥1
ймов. вир-ня ≤1
0< π <1
2)m<1 φ’(1)≥1 π=1
Виродиться
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 968; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!