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Berechnen von charakteristischen Funktionen von zusammengesetzten Zufallsvariablen |
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retzengrahl
Aktiv  Dabei seit: 11.09.2010 Mitteilungen: 348
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 |     Themenstart: 2012-07-10 15:21
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Hi
Sitze vor folgender Aufgabe:
 
- Mit X_1 , X_2 zwei unabhängigen identisch verteilten Zufallsvariablen sei f die charakteristische Funktion von X_1 bzw. X_2 a) Berechne die charakteristische Funktion von -X_1 , X_1 + X_2 resp. X_1-X_2 - Meine Ideen bisher, ehrlich gesagt noch nicht wirklich gross Pläne: a.1) X_1: 1-f a.2) X_1+X_2: f^2 a.3) kein Plan.
Kann mir da bitte wer einen Tipp geben, wo ich das finde oder direkt, wie das zu berechnen ist?
Grüsse
Retzengrahl
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xartes
Aktiv  Dabei seit: 10.12.2010 Mitteilungen: 76
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 |     Beitrag No.1, eingetragen 2012-07-10 18:45
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Hallo rezengrahl,
wie ist denn die charakteristische Funktion definiert? Schau dir diese an und setze in a) einfach -X_1 statt X_1 ein.
Für b) hattet ihr sicher in der Vorlesung ein Theorem, dass folgendes sagt:
f(X_1+X_2)=f(X_1)*f(X_2), wobei f die charakteristische Funktion ist.
Und zu c) schau dir nochmal a) und b) an und versuche diese zu benutzen.
Viele Grüße,
Xartes
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Undertaker
Aktiv  Dabei seit: 17.10.2006 Mitteilungen: 1126
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 |     Beitrag No.2, eingetragen 2012-07-10 20:46
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Ja, nutze einfach die Darstellung der charakteristischen Funktion:
Dann hast du z.B. für die Summe:
Beim zweiten Gleichheitszeichen wurde benutzt, dass X1 und X2 unabhängig sind und dies unter der messbaren (hier sogar stetigen) Transformation auch bleiben. Im darauffolgenden Schritt nutzt man, dass X1 und X2 dieselbe charakteristische Funktion haben.
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retzengrahl
Aktiv  Dabei seit: 11.09.2010 Mitteilungen: 348
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 |     Beitrag No.3, vom Themenstarter, eingetragen 2012-07-11 11:32
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Ich danke euch.
 
a.1) f_(-X_1)=E(e^(i*t*(-X_1)))=E(e^(i*(-t)*X_1))=f(-t) a.2) f_(X_1+X_2)=(f(t))^2 a.3) f_(X_1-X_2)=E(e^(it(X_1-X_2)))=E(e^(itX_1))*E(e^(i(-t)X_2))=f(t)*f(-t) Das stimmt alles jetzt, ja? Ich habe nun die b) noch: - b) Konstruiere eine Zufallsvariable mit charakteristischer Funktion g=abs(f(s))^4 - Ja gut, 4*X_1 hat ja die char. Funktion f(t)^4 = (f(t)^2)^2 . Braucht es hier bei der Zufallsvariable noch Betragszeichen? Ich finde das etwas komisch, weil das Quadrat ja nur positiv sein kann. Was meint ihr? Was haben diese Betragszeichen da zu bedeuten? Auch bei komplexen Grössen ist das ja so... (?) Grüsse
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xartes
Aktiv  Dabei seit: 10.12.2010 Mitteilungen: 76
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 |     Beitrag No.4, eingetragen 2012-07-11 14:28
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Das sollte stimmen :)
zu b): der Betrag einer komplexen Zahl der Form exp(itX) ist gleich 1. Jetzt musst du eine ZV finden, die immer char. Funktion 1 hat. Außer du verschweigst uns etwas über die konkrete Struktur von f. Dann könnte natürlich auch etwas anderes herauskommen
Viele Grüße,
Xartes
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retzengrahl
Aktiv  Dabei seit: 11.09.2010 Mitteilungen: 348
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 |     Beitrag No.5, vom Themenstarter, eingetragen 2012-07-11 16:16
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xartes
Aktiv  Dabei seit: 10.12.2010 Mitteilungen: 76
Aus:
 |     Beitrag No.6, eingetragen 2012-07-11 22:40
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War nicht böse gemeint mit dem Verschweigen. Ich wundere mich nur über die Aufgabenstellung, weil ich sie nicht sonderlich spannend finde ohne ein spezielles gegebenes f.
Und allgemein gilt nicht (!)
Vielmehr gilt hier eine Ungleichung mit , siehe auch Jensen'sche Ungleichung für Integrale.
Hast du eine Formel für f gegeben? Falls nicht, suchst du einfach eine Zufallsvariable X, für die gilt und das wäre nicht so spannend.
Viele Grüße,
Xartes
[ Nachricht wurde editiert von xartes am 12.07.2012 14:56:34 ]
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retzengrahl
Aktiv  Dabei seit: 11.09.2010 Mitteilungen: 348
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 |     Beitrag No.7, vom Themenstarter, eingetragen 2012-07-12 13:09
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Danke.
Habe es nicht böse aufgefasst das mit dem Verschweigen. Die Aufgabe steht so da, ja.
Wie aber finde ich eine Zufallsvariable für die gilt ?
Verstehe nicht, was das mit dem gilt heisst... meinst du eine Zufallsvariable für die gilt ? Der Erwartungswert einer positiven Zahl ist doch immer positiv?
Grüsse
[ Nachricht wurde editiert von retzengrahl am 12.07.2012 13:11:17 ]
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xartes
Aktiv  Dabei seit: 10.12.2010 Mitteilungen: 76
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 |     Beitrag No.8, eingetragen 2012-07-12 14:57
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In der Tat habe ich =1 vergessen, jetzt stimmts ;)
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retzengrahl
Aktiv  Dabei seit: 11.09.2010 Mitteilungen: 348
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 |     Beitrag No.9, vom Themenstarter, eingetragen 2012-07-12 15:10
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Danke.
2012-07-12 14:57 - xartes in Beitrag No. 8 schreibt:
In der Tat habe ich =1 vergessen, jetzt stimmts ;)
??
Verstehe auch nicht den Grund, warum das so sein soll.
> der Betrag einer komplexen Zahl der Form exp(itX) ist gleich 1.
>> Das ist mir klar.
> Jetzt musst du eine ZV finden, die immer char. Funktion 1 hat.
>> Warum?
Könnte ich den die Gleichverteilung auf [.5,1.5] nehmen?
[ Nachricht wurde editiert von retzengrahl am 12.07.2012 15:12:06 ]
[ Nachricht wurde editiert von retzengrahl am 03.08.2012 17:27:11 ]
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xartes
Aktiv  Dabei seit: 10.12.2010 Mitteilungen: 76
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 |     Beitrag No.10, eingetragen 2012-07-12 16:21
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Oh, tut mir Leid, habe wohl etwas durcheinander gebracht, vor allem die Aufgabenstellung vergessen. Sorry!
Also mal zurück zur Aufgabe: Deine Idee mit 4X_1 klappt meiner Meinung nach!
Ich habe mich danach nur auf deinen Betragskommentar eingeschossen (siehe Beitrag 3) und daher jetzt die ganze Verwirrung.
Hoffe du hast jetzt nicht zu viele Knoten im Kopf!
Viele Grüße,
Xartes
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retzengrahl
Aktiv  Dabei seit: 11.09.2010 Mitteilungen: 348
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 |     Beitrag No.11, vom Themenstarter, eingetragen 2012-07-12 16:26
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2012-07-12 16:21 - xartes in Beitrag No. 10 schreibt:
Oh, tut mir Leid, habe wohl etwas durcheinander gebracht, vor allem die Aufgabenstellung vergessen. Sorry!
Also mal zurück zur Aufgabe: Deine Idee mit 4X_1 klappt meiner Meinung nach!
Ich habe mich danach nur auf deinen Betragskommentar eingeschossen (siehe Beitrag 3) und daher jetzt die ganze Verwirrung.
Hoffe du hast jetzt nicht zu viele Knoten im Kopf!
Viele Grüße,
Xartes
Danke also diese Beträge da haben nichts zu bedeuten?
Es steht nämlich da und nicht "streng gesehen".. :)
Grüsse
[ Nachricht wurde editiert von retzengrahl am 12.07.2012 16:28:31 ]
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xartes
Aktiv  Dabei seit: 10.12.2010 Mitteilungen: 76
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 |     Beitrag No.12, eingetragen 2012-07-12 16:29
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Du kannst dir ja überlegen was für und jeweils passiert. Dann siehst du, dass deine Idee in beiden Fällen klappt.
Und ja, meine vorherigen Beiträge beziehen sich alle auf deine Betragsaussage ;)
[ Nachricht wurde editiert von xartes am 12.07.2012 16:30:01 ]
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retzengrahl
Aktiv  Dabei seit: 11.09.2010 Mitteilungen: 348
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 |     Beitrag No.13, vom Themenstarter, eingetragen 2012-08-02 16:20
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Hallo ich habe hier noch eine Frage:
 
a.3) f_(X_1-X_2)=E(e^(it(X_1-X_2)))=E(e^(itX_1))*E(e^(i(-t)X_2))=f(t)*f(-t) X_1 und X_2 sind ja unabhängig und gleichverteilt. Ich habe so auch gelernt, dass dann gilt: E(X_1)*E(X_2)=E(X_1*X_2) Warum aber darf ich das hier nicht machen? Darf ich schreiben: E(e^(itX_1))*E(e^(i(-t)X_2))=E(e^(itX_1)/(e^(itX_2))) (\*) ??? Wenn nein, warum nicht? Wenn ja, darf ich dann auch weil identisch verteilt E(e^(itX_1)/(e^(itX_2)))=E(e^(itX_1)/(e^(itX_1)))=E(1)=1 (\*\*) Weiss das jemand? Grüsse
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retzengrahl
Aktiv  Dabei seit: 11.09.2010 Mitteilungen: 348
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 |     Beitrag No.14, vom Themenstarter, eingetragen 2012-08-03 11:37
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Wenn ich beispielsweise die Exponentialverteilung nehme, ist
 
E(e^x)=\inf E(e^(-x))=endlich Einleuchtend, dass man das nicht einfach teilen kann. Auch ist E(x)=1 E(1/x)=nicht konvergent Man darf das mal also generell nicht einfach reinziehen bei Erwartungswerten. Wieso aber darf man mit X_1 , X_2 unabh.id.NORMALvert. sagen, dass E(X_1)*E(X_2)=E(X_1*X_2) ??? Hat da niemand eine Regel, nach der da vorgegangen werden kann...? Wann darf mans und wann nicht? Meine Vermutung ist, dass wenn E(X_1)<\inf und E(X_2)<\inf dann gilt E(X_1)*E(X_2)=E(X_1*X_2) Was denkt ihr von meiner Vermutung? Grüsse
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Gelamos
Senior  Dabei seit: 15.07.2005 Mitteilungen: 573
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 |     Beitrag No.15, eingetragen 2012-08-03 15:33
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Hallo retzengrahl,
die "Produktregel" ist nicht das Problem (die gilt so wie du sie angegeben hast, d.h. wenn X1 und X2 unabhängig sind und die Erwartungswerte existieren), aber
 
\ E(e^(it(X_1-X_2))) = E(e^(itX_1))*E(e^(i(-t)X_2)) =E(e^(itX_1))* E(1/(e^(itX_1))) != 1, weil i.A. E(1/Y) != 1/E(Y) ist
Gruß, Gelamos.
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retzengrahl
Aktiv  Dabei seit: 11.09.2010 Mitteilungen: 348
Aus:
 |     Beitrag No.16, vom Themenstarter, eingetragen 2012-08-03 16:01
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Gelamos
Senior  Dabei seit: 15.07.2005 Mitteilungen: 573
Aus:
 |     Beitrag No.17, eingetragen 2012-08-03 17:19
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Nein, die Beziehung gilt - bis auf sehr wenige Ausnahmen (etwa wenn P(Y=a)=1) - nicht.
Gruß, Gelamos.
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