随机过程课后习题(4)

2018-11-23 20:19

14.设某更新过程的更新密度是f(t)??2te??t,t?0,试证明其更新函数是

11m(t)??t?(1?e?2?t)

2415.考虑一个系统,由于使用时间过长后会失效,而且一般失效时所造成的损失

较大,因此经常是在失效前就用一个新的同类系统更换之。考虑这样一种策略:对固定的T>0,当系统在T时还未失效时就更换(称事前更换);若在T之前已经失效,则在失效时就更换(称事后更换)。设c1是事前更换的费用,c2是事后更换的费用。试求使长期运行单位费用达到最小的T。

16.设有一马氏更新过程(X,T),其状态空间为S={a,b},半马氏核为

?0.6(1?e?5t)Q(t)???3t?5t?0.5?0.2e?0.3e0.4?0.4e?2t0.5?0.5e?2t? ?2t??te?(1)试求嵌入马氏链X的转移概率矩阵;

(2)对任意的状态i、j,试计算给定现在的状态为i而下一步的状态为j的条件下,在状态i的逗留时间的分布函数。

17.对题16中的(X,T),设X0?a,X1?a,X2?b,X3?b,试求以下条件概率:

(1)P{T1?x,T2?T1?y,T3?T2?z|X0,X1,X2,X3}; (2)P{T3?x|X0,X1,X2,X3}。

18.某机器由两个部件组成,它们的寿命分别是参数为0.01和0.04的指数分布。当有一个部件失效时,机器就失效,两个部件失效时的修理时间分别服从分布函数F和G,定义随机过程Y(t)?0,1,2分别表示机器在t时工作,部件1在修理,部件2在修理。试证明Y是一个马氏更新过程,其核为

?0?Q(t)??0?0.2H?000.8HF(t)??G(t)? 0??其中H(t)?1?e?0.05t。进而,试计算P0{Y(t)?j},j?0,1,2,3。

19.进一步考虑题18。假定部件1和2的平均修理时间分别是2和1,而修理部

件1和2的单位时间修理费用分别是18元和4元,机器在单位时间中运行的获利为10元。试计算长期运行下单位时间中的纯获利(即计算lim和期望折扣总获利(设连续折扣因子??1)。

20.考虑一个齐次马氏链,设T是非常返状态集,对i?T,记Mi表示从初始状态i出发到达某一个常返状态的首达时间,试证明

1tg(Y(t))dt)

t??t?0Mi?1??pijMj,i?T

j?T21.举例说明一个正常返(或零常返)的马氏更新过程,其嵌入马氏链是零常返的(或正常返的)。

22.对一个连续时间马氏过程,试证明

mjj?t?jj?1?1?jjj?pk?0?jk(t)?kj

23.对一个生灭过程,试证明从状态0出发首次到达状态n+1的期望时间是

?Pj?j?0i?0?1?iPi

其中Pj是由(6.7.14)式给出的极限概率。


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