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Verteilungsfunktionen

Wahrscheinlichkeitsmaß

Zufallsvariablen

Tags: Verteilungsfunktion, Wahrscheinlichkeitsmaß, Zufallsvariablen

 
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md69420

md69420 aktiv_icon

16:20 Uhr, 04.12.2023

Antworten
Hallo,
ich brauche bei diesen Aufgaben Hilfe, ich verstehe sie leider komplett nicht. Vielen Dank im Vorraus!

Sei Xa eine Familie von stetigen Zufallsvariablen mit Dichtefunktionen fXa (x) =c(1+ sin(x))I[−a,a](x)
(a) Zeigen Sie, dass fXa (x) für 0<a< ∞ mit c=12a eine Wahrscheinlichkeitsdichte ist.
(b) Skizzieren Sie fXa (x) (schematisch) für a= 2π auf dem Interval [−(a +0.1),a+0.1]. Ist P (Xa ∈ (−1.5π, 0)) größer, kleiner oder gleich P (Xa ∈ (0, 1.5π))?
(Keine Rechnung, nur kurze Begründung gefragt.)
(c) Bestimmen Sie die Verteilungsfunktion der Zufallsvariable Xa.
(d) Für welche Werte von a ist der Median von Xa exakt Null?
(e) Bestimmen Sie P (Xa =0).

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich benötige bitte nur das Ergebnis und keinen längeren Lösungsweg."
Online-Nachhilfe in Mathematik
Antwort
Hiho12345

Hiho12345 aktiv_icon

17:59 Uhr, 04.12.2023

Antworten
(a) Die Dichtefunktion \(fXa(x) =12a(1+ \sin(x))\) für \(x\) im Intervall \([-a, a]\) und \(0\) anderswo ist nichtnegativ, da \(1 + \sin(x)\) immer positiv ist. Die Normierungskonstante \(c\) ist \(c = \frac{1}{2a}\). Die Integration von \(fXa(x)\) über den gesamten Raum ergibt:

\[ - fXa(x) \,dx =-aa12a(1+sin(x)) \,dx \]

Dieses Integral ergibt tatsächlich \(1\), daher ist die Dichtefunktion normiert.

(b) Eine schematische Skizze von \(fXa(x)\) im Intervall \([-2\pi -0.1,2π+ 0.1]\) würde eine periodische Funktion zeigen, die in \([-2\pi, 2\pi]\) positiv ist. Die genaue Form hängt von der Periodizität von \(1 + \sin(x)\) ab.

Für die zweite Frage ist \(P(Xa (-1.5π, 0))\) größer, da \(fXa(x)\) in diesem Bereich größere Werte annimmt als in \((0, 1.5\pi)\).

(c) Die Verteilungsfunktion \(F(Xa)\) ist das Integral von \(fXa(x)\) von \(-\infty\) bis \(x\). Die genaue Berechnung erfordert eine Integration, und die Funktion ähnelt einer Schrittweise-Funktion.

(d) Um den Median zu finden, müssten wir \(\int_{-a}^{x} fXa(t) \,dt = 0.5\) lösen. Dies kann durch numerische Methoden erreicht werden.

(e) Da die Dichtefunktion stetig ist, ist die Wahrscheinlichkeit, dass \(Xa\) genau den Wert \(0\) annimmt, \(P(Xa =0)= 0\).
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