第一章 随机过程的概念与基本类型(5)

2019-01-07 17:17

它们完全确定了此n维状态 的概率密度,即为

其中

它也是随机过程 的n维概率密度。可见此概率密度完全由μ和C来

所确定。总之,正态过程

和自协方差函数

确定,而μ和C又完全由 ?X(t)和

的有限维分布,即其全部统计特性可由其均值函数

所确定。

2.正态过程为独立过程(即任意有限个状态彼此独立的过程)的充分必要条件是:

3.随机过程 为正态过程的充分必要条件是其任意有限个状态的

任意线性组合为一维正态变量, 即如果

为正态过程,则对任意正整数n及任意实数

及任意不全为零的常数 对任意正整数n,任意实数

服从一维正态分布,反之,如果和任意不全为零的常数

使

得 服从一维正态分布,则随机过程 便为正态过程。

2、3的证明可由n维正态分布的性质即可得到。 这条性质往往用来证明一个过程是正态过程。 例:设随机过程

.其中ω为常数,E(U)=E(V)=0,

21

E(U2)?E(V2)??2且U与V是相互独立的正态变量.试证 程,并求其一维概率密度和二维概率密度. 解:对任意正整数n及任意实数

为正态过

,及任意n个不完全为零常数

因为U,V独立同分布于正态分布N(0,σ2),故其线性组合,即

必服从一维正态分布,由前面性质3便可得证

为正态过程. 由于

为正态过程,于是对任意t≥0,X(t)便为正态变量,且

总之,

,于是便知

的一维概率密度为

22

G

于是其协方差矩阵便为

C

维纳过程

定义 设{X(t),t≥0}为一随机过程,其状态空间为x=(-∞,+∞),且满足下列三个条件:

(1){X(t),t≥0}为独立的增量过程;

(2)对任意0≤s < t, X(t)-X(s)~N(0,?2(t?s))(其中σ>0为常数) (3)X(0)=0

则称{X(t),t≥0}为参数是的维纳过程。 关于维纳过程有以下重要结果: 1 若{X(t),t≥0}为维纳过程 则有

23

μx(t)=0

事实上,由于

又因为,对任意 有

2.维纳过程必为正态过程. 事实上,设

为维纳过程,对任意正整数n及任意实数 及任意实数

则有 .

GD

24

由维纳过程定义可知

且彼此独立。故 服从一维正态分布。再由正态过程的性质

例:设 为维纳过程(参数 ),试证明

也必为维纳过程,其中C为正常数。 证:对任意正整数n及任意实数

便有

再由

t??t为独立增量过程可知 X1(tk)?X1(tk?1)?C?X(k2)?X(k?21)?

C??C彼此独立,故 也为独立增量过程。

GD

又因为,对任意 有

所以

25


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