2.1 2.2
2.3 掷一枚硬币定义一个随机过程:
?cos?t出现正面X(t)??
出现反面?2t设“出现正面”和“出现反面”的概率相等。试求: (1)
X(t)的一维分布函数FX(x,12),
FX(x,1);
(2)X(t)的二维分布函数FX(x1,x2;12,1); (3)画出上述分布函数的图形。 2.3 解: (1)
一维分布为: FX(x;0.5)?0.5u?x??0.5u?x?1?
FX(x;1)?0.5u?x?1??0.5u?x?2?
1
?cos?tX(t)??(2) ?2t
出现正面出现反面
?X(0.5)?0,X(1)??1?,依概率0.5发生?X(0.5)?1,X(1)?2?,依概率0.5发生
二维分布函数为
F(x1,x2;0.5,1)?0.5u?x1,x2?1??0.5u?x1?1,x2?2?
2.4 假定二进制数据序列{B(n), n=1, 2, 3,?.}是伯努利随机序列,其每一位数据对应随机变量B(n),并有概率P[B(n)=0]=0.2和 P[B(n)=1]=0.8。试问, (1)连续4位构成的串为{1011}的概率是
2
多少? (2)连续4位构成的串的平均串是什么? (3)连续4位构成的串中,概率最大的是什么?
(4)该序列是可预测的吗?如果见到10111后,下一位可能是什么? 2.4解: 解:(1)
P???1011????P??B?n??1???P??B?n?1??0???P??B?n?2??1???P??B?n?3??1???0.8?0.2?0.8?0.8?0.1024
(2)设连续4位数据构成的串为B(n),
B(n+1),B(n+2),B(n+3),n=1, 2, 3,…. 其中B(n)为离散随机变量,由题意可知,它们是相互独立,而且同分布的。所以有:
? 串(4bit
kX(n)?2?B(n?k),数据)为:
k?03其矩特性为:
因为随机变量B(n)的矩为:
3
均值:E[B(n)]?0?0.2?1?0.8?0.8
方差:
Var?B(n)????B?n?????B?n???????02?0.2?12?0.8?0.82?0.8?0.82?0.162??2
所以随机变量X(n)的矩为: 均值:
?3k?E[X(n)]?E??2B(n?k)??k?0???2E?B(n?k)???2?0.8?12kkk?0k?033
方差:
?3k?D[X(n)]?D??2B(n?k)??k?0????2k?03k2?D?B(n?k)???4k?03k?0.16?13.6
? 如果将4bit串看作是一个随机向量,
则随机向量的均值和方差为: 串平均:
????B?n?,B?n?1?,B?n?2?,B?n?3??????0.8,0.8,0.8,0.8?
4
串方差: Var???B?n?,B?n?1?,B?n?2?,B?n?3???? ??0.16,0.16,0.16,0.16?(3)概率达到最大的串为?1,1,1,1? (4)该序列是不可预测的,因为此数据序
列各个数据之间相互独立,下一位数据是0或1,与前面的序列没有任何关系。所以如果见到10111后,下一位仍为0或1 ,而且仍然有概率P[B(n)=0]=0.2和 P[B(n)=1]=0.8。
2.5 正弦随机信号{X(t,s)=Acos(200πt), t>0}, 其中振幅随机变量A取值为1和0,概率分别为0.1和0.9,试问, (1)一维概率分布F(x,5);
(2)二维概率分布F(x, y, 0, 0.0025); (3)开启该设备后最可能见到什么样的信号? (4)如果开启后t=1时刻测得输出电压为1伏特,问t=2时刻可能的输出电压是什么?概率多少?它是可预测的随机信号
5