Anche se non hai incluso il self-study
tag, ti do prima due suggerimenti e poi una soluzione completa. Puoi smettere di leggere dopo il primo o il secondo suggerimento e provare te stesso.
Suggerimento 1 :
Per abbiamoa∈(0,1)
∑m=0∞mam=a(1−a)2
Suggerimento 2 :
Lasciate essere il numero di numeri estratti da Sig B. E che la vostra "variabile di destinazione", essere indicato con . Nota, questa è una variabile casuale, non un numero reale (poiché è una variabile casuale). Quindi, secondo la legge dell'aspettativa totale, .KE(Y1+…+YK|X=x)ZKE(Z)=E(E(Z|K))
Soluzione completa :
K segue, come hai detto, la distribuzione geometrica con probabilità di successo . Quindi
p=1−x2
E(Z)=E(E(Z|K))=∑k=1∞E(Z|K=k)P(K=k)
e .
P(K=k)=(1−p)k−1p=(x2)k−1(1−x2)
Concentriamoci su . Ora è . Notate qui la minuscola !!! Poiché sono indipendenti, questo equivale a
.E(Z|K=k)E(Y1+…+Yk|X=x,K=k)kY
E(Y1|X=x,K=k)+…+E(Yk|X=x,K=k)
Condizionata su e mezzi sono tratti uniformemente da e è disegnato in modo uniforme da .X=xK=kY1,…,Yk−1[0,x2)Yk(x2,1]
Quindi
E(Y1|X=x,K=k)=…=E(Yk−1|X=x,K=k)=x4
ed
E(Yk|X=x,K=k)=1+x22=2+x4
Mettendo tutto questo insieme:
E(Z|K=k)=(k−1)x4+2+x4
E
E(Z)=∑k=1∞((k−1)x4+2+x4)P(K=k)=∑k=1∞(k−1)x4P(K=k)+∑k=1∞2+x4P(K=k)
La seconda parte è semplice (l'ultima uguaglianza usa il fatto che la somma della funzione di massa della probabilità si somma a 1):
∑k=1∞2+x4P(K=k)=2+x4∑k=1∞P(K=k)=2+x4
Per ottenere ciò, puoi anche usare il fatto che Mr. B disegna sempre un ultimo numero da , indipendentemente dal valore di preso.(x2,1]K
La prima parte è solo un po 'più difficile:
∑k=1∞(k−1)x4P(K=k)=∑k=1∞(k−1)x4(x2)k−1(1−x2)
Sposta tutto ciò che non dipende da al posto della somma per ottenere:k
x4(1−x2)∑k=1∞(k−1)(x2)k−1
Introduci :
m=k−1
x4(1−x2)∑m=0∞m(x2)m
Usa il suggerimento 1 con :
a=x2
x4(1−x2)x2(1−x2)2
Per ottenere finalmente
x28(1−x2)=x28(2−x2)=x24(2−x)
E aggiungi la seconda parte (quella facile):
x24(2−x)+2+x4=x24(2−x)+(2+x)(2−x)4(2−x)=x2+(4−x2)4(2−x)=44(2−x)=12−x
Whoah !!!!