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Zufallsvariable, Verteilung, Erwartungswert

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Erwartungswert

Tags: Erwartungswert, Verteilung

 
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Fabienne-

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00:47 Uhr, 27.11.2014

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Hallo,

kann mir jemand erklären wie ich folgende Aufgabe lösen kann:

Sei X eine {0,1,2,3}-wertige Zufallsvariable mit E[X]=54, E[X2]=3, E[X3]=8. Und es sei Y eine weitere, von X unabhängige {-1,0,1}-wertige Zufallsvariable mit E[XY]=0 und E[XY2]=1.

Muss ich hier eine Art Gleichungssystem lösen, also

xxP(X=x)=54

xx2P(X=x)=3

xx3P(X=x)=8

durchläuft nun x die Werte 0,1,2 und 3?

Ist also 0P(X=0)+1P(X=1)+2P(X=2)+3P(X=3)=54 zu bestimmen. Mit den anderen beiden Erwartungswerten würde ich dann sogesehen 3 Gleichungen mit jeweils drei Variablen P(X=1), P(X=2) und P(X=3) bekommen. P(X=0) fällt ja jeweils weg.
Aber ich kann mir leider nicht vorstellen, dass ich es richtig interpretiere. :'(

Die Verteilung wären dann ja jeweils die entsprechenden Wahrscheinlichkeiten für P(X=0) usw.
Wobei ich erstmal P(X=0) keinen Wert zuordnen kann, aber hier müsste dann ja

P(X=0)=1-P(X=1)-P(X=2)-P(X=3)

gelten.

Aber im zweiten Teil der Aufgabe kann x auch negativ werden, und dann macht meine Interpretation hier irgendwie keinen Sinn mehr. :'(
Kann mir jemand sagen wie ich hier vorgehen muss. Das wäre echt super lieb.

Danke. <3

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Online-Nachhilfe in Mathematik
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DrBoogie

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07:14 Uhr, 27.11.2014

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"Aber im zweiten Teil der Aufgabe kann x auch negativ werden, und dann macht meine Interpretation hier irgendwie keinen Sinn mehr."

Wieso das denn? Es ist absolut egal, welche Werte X annimmt.
Was Du machst, erscheint sinnvoll, aber um sicher zu gehen, würde ich gerne wissen, was denn in der Aufgabe gefragt ist. Du hast es gar nicht erwähnt. :-O
Fabienne-

Fabienne- aktiv_icon

13:41 Uhr, 27.11.2014

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Ups...

Ich soll die Verteilung von X und Y angeben.
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DrBoogie

DrBoogie aktiv_icon

14:29 Uhr, 27.11.2014

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Dann war Deine Vorgehensweise OK, Du musst ein lineares Gleichungssystem lösen.
Fabienne-

Fabienne- aktiv_icon

19:01 Uhr, 27.11.2014

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Sehr schön. Und wenn ich die Verteilung von Y berechne, dann taucht bei der Berechnung des Erwartungswertes tatsächlich der Ausdruck

-1P(X=-1)

auf? Das finde ich irgendwie eigenartig wie eine Zufallsvariable negativ sein kann.
Und die Verteilung gebe ich dann einfach direkt an? Also für X

P(X=0)=...

P(X=1)=...

oder mittels Integral?
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DrBoogie

DrBoogie aktiv_icon

20:00 Uhr, 27.11.2014

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"Das finde ich irgendwie eigenartig wie eine Zufallsvariable negativ sein kann."

Und wie eigenartig ich finde, dass Du es eigenartig findest. :-)
Zufallsvariable ist einfach eine Funktion, warum darf sie keine negative Werte haben? :-O
Manchmal denkt Ihr wirklich in komische Richtungen. :-)

"oder mittels Integral?"

Integral über vier Punkte? :-O
X hat nur 4 Werte, was für Integral kann da schon zustande kommen.
Es ist eine diskrete Variable, ihre Verteilung ist durch 4 Zahlen definiert:
P(X=0),P(X=1),P(X=2),P(X=3). Alles.
Frage beantwortet
Fabienne-

Fabienne- aktiv_icon

20:06 Uhr, 27.11.2014

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Ok, vielen Dank.

:-)
Fabienne-

Fabienne- aktiv_icon

20:44 Uhr, 27.11.2014

Antworten
Kann eine Zufallsvariable auch eine negative Wahrscheinlichkeit haben?
Ich erhalte bei der Verteilung von Y für P(X=0) den Wert -1/4.

Ist das richtig?
Antwort
DrBoogie

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21:51 Uhr, 27.11.2014

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Nein, W-keiten können nicht negativ sein.
Fabienne-

Fabienne- aktiv_icon

21:57 Uhr, 27.11.2014

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Hmm, welches Ergebnis erhältst du denn bei der Verteilung von Y für P(X=0)?

Ich habe hier wieder ein LGS aufgestellt und vorher die stochastiche Unabhängigkeit der ZV benutzt. Dann ist ja

E[XY]=E[X]E[Y]=0

Dann muss aber schon E[Y]=0 gelten. Ebenso muss

E[XY^2]=E[X]E[Y^2]=1 gelten, dass

E[Y^2]=5/4

ist.

Oder irre ich. Bei der Berechnung habe ich hinterher das Problem gesehen, dass ich ja eine negative Zufallsvariabe habe und bei der Berechnung von E[Y^2] diese quadriert wird, was das ganze dann positiv macht.
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DrBoogie

DrBoogie aktiv_icon

22:00 Uhr, 27.11.2014

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"Oder irre ich. Bei der Berechnung habe ich hinterher das Problem gesehen, dass ich ja eine negative Zufallsvariabe habe und bei der Berechnung von E[Y^2] diese quadriert wird, was das ganze dann positiv macht."

Warum soll das ein Problem sein?

E(Y2)=4/5.
Fabienne-

Fabienne- aktiv_icon

22:03 Uhr, 27.11.2014

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Ups, dann sehe ich meinen Fehler. Ich habe ausversehen Zähler und Nenner bei

E[X] vertauscht. Damit sollte sich mein Problem nun in Luft auflösen.

Damit sollte die Verteilung nun so aussehen:

P(X=-1)=2/5

P(X=0)=1/5

P(X=1)=2/5
Antwort
DrBoogie

DrBoogie aktiv_icon

09:02 Uhr, 28.11.2014

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So sieht es auch aus.
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