随机过程习题答案(8)

2018-12-17 16:00

P563/7. 解:由 的密度函数,我们有: 因此有:

计算,得:

因此 是独立的随机变量。由于变换的雅克比行列式为密度为:

,因此变换后的分布

由归一化条件可以确定

P562/6. 解:由特征函数的定义,可知三维正态随机向量的特征函数为:

令:

则有:(1)

计算得:

因此有:

(2)

计算得:

对于ti次数大于1的那些项,当ti?0时,都会变成0,统一记作A(t1,t2,t3),有:

对于含有ti的那些项,当ti?0时,都会变成0,统一记作

,则有:

利用Φ(0,0,0)=1,可得:

(3)先求得:

则有:

P563/8. 解:求边缘分布密度,由于:

即 服从正态分布,同理布密度为:

也服从正态分布。注意到:我们可以求得随机变量

的分

由全概率公式,我们有:

因此,当

时,我们有:

即:

显然,上式第一项表示的是正态分布的项,而第二项是非零的,因此 和 的线性组合

不是一维正态分布,由书中P472的定理一,我们可知

P564/11. 解:(1)根据维纳-辛钦定理,我们有:

则有

不是二维正态分布。

令:

则有:

因此有:(

的联合概率密度为:

两两不相关,由于

是高斯过程,因此它们是独立的。

(2)由于

故有:

P568/18. 解:我们知道,平稳奥斯坦-乌伦贝克过程

由公式(见P466例):

我们有:

即有:

下面计算:

是正态过程,且有:

时,有:

由于此时当T??时,有???,因此:

时,我们有:

因此有:

同理可以讨论当 和 的情形,同样有 。由相关函数各态历经性定理可知,平稳奥斯坦-乌伦贝克过程具有相关函数各态历经性。

P569/23. 解:随机微分方程的解为:

P569/24. 解:将微分方程化成标准形式,有:

利用上题的结果,有:

由于X0为常数,因此我们有:

由于X(t)是正态分布,因此可以写出其一维分布密度为:


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