Lý thuyết xác suất - Toán Kinh Tế | Đại học Tôn Đức Thắng

Random variables and distributions1. Random variablesA function X: (Omega, F ) -> (R, Borel) satisfyingX^-1(B) in F, for all B in BorelX^-1(B) = {w in Omega: X(w) in B} con của OmegaExample: X: Omega -> Rw -> X(w)X(w) = 1 if w in A 0 if w notin A. Tài liệu được sưu tầm và soạn thảo dưới dạng file PDF để gửi tới các bạn sinh viên cùng tham khảo, ôn tập đầy đủ kiến thức, chuẩn bị cho các buổi học thật tốt. Mời bạn đọc đón xem!

Môn:
Trường:

Đại học Tôn Đức Thắng 3.5 K tài liệu

Thông tin:
61 trang 4 tháng trước

Bình luận

Vui lòng đăng nhập hoặc đăng ký để gửi bình luận.

Lý thuyết xác suất - Toán Kinh Tế | Đại học Tôn Đức Thắng

Random variables and distributions1. Random variablesA function X: (Omega, F ) -> (R, Borel) satisfyingX^-1(B) in F, for all B in BorelX^-1(B) = {w in Omega: X(w) in B} con của OmegaExample: X: Omega -> Rw -> X(w)X(w) = 1 if w in A 0 if w notin A. Tài liệu được sưu tầm và soạn thảo dưới dạng file PDF để gửi tới các bạn sinh viên cùng tham khảo, ôn tập đầy đủ kiến thức, chuẩn bị cho các buổi học thật tốt. Mời bạn đọc đón xem!

28 14 lượt tải Tải xuống
LÝ THUYẾT XÁC SUẤT
Random variables and distributions
1. Random variables
A function X: (Omega, F ) -> (R, Borel) satisfying
X^-1(B) in F, for all B in Borel
X^-1(B) = {w in Omega: X(w) in B} con của Omega
Example: X: Omega -> R
w -> X(w)
X(w) = 1 if w in A
0 if w notin A
Take B in Borel
X^-1(B) = {w in Omega: X (w) in B}
= Omega if 0 in B and 1 in B
Rỗng if 0 notin B and 1 notin B
A if 0 notin B and 1 in B
Ac if 0 in B and 1 notin B
X^-1(B) in F
X is r.v’.s
Problem 2.1
Trình bày như bài trên
Problem 2.2:
Take B in Borel. Let X(w) = a
X^-1(B) = {w in Omega: X (w) in B}
= Omega if a in B
Rỗng if a notin B
X^-1 (B) in F
X is r.v’.s
Example:
Omega:= {HH, HT, TH, TT}
Define: X: Omega -> R
X(HH) = 2
X(HT) = X(TH) = 1
X(TT) = 0
. F = 2^Omega
Take B in Borel
X^-1(B) = {w in Omega: X (w) in B} con Omega
X^-1(B) in F
X is a r.v
. F = {Omega, Rỗng, {HH, HT}, {TH, TT}}
Take B0 = {0} in B (= [0, +inf) cap (-inf, 0])
X^-1(B0) = {w in Omega: X(w) = 0} = {TT} notin F
X is not r.v
Definition (Distribution): Let X: (Omega, F, P) -> (R, Borel) be a r.v
Define: Px: Borel -> R
B -> Px(B)
Px(B) = P[X^-1(B)]
Then Px(B) is called the distribution of X (law of X)
Theorem: Px is a probability measure on Borel
Example: Omega:= {HH, HT, TH, TT}
F = 2^Omega
P(A) = |A| / |Omega|
X(HH) = 2
X(HT) = X(TH) = 1
X(TT) = 0
Find Px((0,+inf)) and Px({2})
. Px((0,+inf)) = P(X^-1((0,+inf)))
= P({w in Omega: X(w) > 0})
= P({HH, HT, TH}) = ¾
. Px({2}) = P(X^-1({2}))
= P({w in Omega: X(w) = 2})
=P({HH}) = ¼
Note: Px(B) = P(X^-1(B)) = P({w in Omega: X(w) in B}) = P({x in B})
=|{w in Omega: X(w) in B}|/4
= |{x in B}|/4
Definition; Two r.v X and Y
Px = Py
For all B in Borel, Px(B) = Py(B)
Definition: (CDF) F(x)
F: R -> R
x -> F(x) = Px((-inf,x])
F(x) = Px((-inf,x]) = P(X^-1((-inf,x])) = P({w in Omega: X(w) <= x})
= P({X<=x}) = P(X<=x)
Example: Omega:= {HH, HT, TH, TT}
F = 2^Omega
P(A) = |A| / |Omega|
X(HH) = 2
X(HT) = X(TH) = 1
X(TT) = 0
F(x) = P(X<=x) = P(Ax)
. x < 0: Ax = Rỗng => P(Ax) = 0
.0<= x < 1: Ax = {TT} => P(Ax) = ¼
. 1<= x < 2: Ax = {TT, HT, TH}=> P(Ax) = ¾
. x>=2 : Ax = Omega => P(Ax) =1
So F(x) = 0 if x < 0
¼ if 0<=x<1
¾ if 1<=x<2
1 if x >= 2
Problem 2.6:
c) I[0,+inf) (x) = 1 if x in [0, +inf)
0 if x notin [0, +inf)
F(x) = Px((-inf, x]) = tp(-inf, x] e^-x . I[0,+inf) (x)dx
.x < 0:
F(x) = tp(-inf -> x) 0 dx = 0
.x >=0:
F(x) = tp(-inf -> x) e^-x dx = tp(-inf -> 0) 0 dx + tp(0 -> x)e^-x dx
= -e^-x + 1
d) I(-1,1) = 1 if x in (-1,1)
0 if x not in (-1,1)
F(x) = P(X^-1(-inf,x]) = ½ tp(-inf,x] I(-1,1)(x) dx
. x < -1
½ tp(-inf -> x) 0 dx = 0
.-1<x<1
½ tp(-inf -> -1 ) 0 dx + ½ tp(-1 -> x) dx = ½(x+1)
. x > 1
½ tp(-inf -> -1 ) 0 dx + ½ tp(-1 -> 1) dx + ½ tp(1->x) 0 dx = 1
Definition: PMF
p(x) = P_X ({x}) = P(X = x)
Theorem:
P_X(B) = tpB f(t) dt
f is (PDF)
F’(x) = f(x)
F(x) = tp(-inf,x] f(t) dt
a) p(x) = P_X({x}) = P({w in Omega: X(w) = x})
. x = Omega
p(x) = P_X({x}) = P({w in Omega: X(w) = Omega}) = 1
b)
E(x) = Sigma xP(X=x) = sigma x P_X({x})
Lazy Statistician
1. E[g(X)] = sigma g(x)p_X (x)
If g(x) = x => E(X) = sigma x.p_X (x)
2. E[g(X)] = tp (-inf, + inf) g(x)f_X(x) dx
With PDF
Var
Var(X) = E(X^2) – [E(X)]^2
Sd = sqrt(Var(X))
Cov
Cov(X) = E{[X – E(X)][Y – E(Y)]}
p(X, Y) = Cov / sqrt( Var(X).Var(Y))
| 1/61

Preview text:

LÝ THUYẾT XÁC SUẤT
Random variables and distributions 1. Random variables
A function X: (Omega, F ) -> (R, Borel) satisfying
X^-1(B) in F, for all B in Borel
X^-1(B) = {w in Omega: X(w) in B} con của Omega Example: X: Omega -> R w -> X(w) X(w) = 1 if w in A 0 if w notin A Take B in Borel
X^-1(B) = {w in Omega: X (w) in B} = Omega if 0 in B and 1 in B Rỗng if 0 notin B and 1 notin B A if 0 notin B and 1 in B Ac if 0 in B and 1 notin B  X^-1(B) in F  X is r.v’.s Problem 2.1 Trình bày như bài trên Problem 2.2: Take B in Borel. Let X(w) = a
X^-1(B) = {w in Omega: X (w) in B} = Omega if a in B Rỗng if a notin B  X^-1 (B) in F  X is r.v’.s Example: Omega:= {HH, HT, TH, TT} Define: X: Omega -> R X(HH) = 2 X(HT) = X(TH) = 1 X(TT) = 0 . F = 2^Omega Take B in Borel
X^-1(B) = {w in Omega: X (w) in B} con Omega  X^-1(B) in F  X is a r.v
. F = {Omega, Rỗng, {HH, HT}, {TH, TT}}
Take B0 = {0} in B (= [0, +inf) cap (-inf, 0])
X^-1(B0) = {w in Omega: X(w) = 0} = {TT} notin F  X is not r.v
Definition (Distribution): Let X: (Omega, F, P) -> (R, Borel) be a r.v Define: Px: Borel -> R B -> Px(B) Px(B) = P[X^-1(B)]
Then Px(B) is called the distribution of X (law of X)
Theorem: Px is a probability measure on Borel
Example: Omega:= {HH, HT, TH, TT} F = 2^Omega P(A) = |A| / |Omega| X(HH) = 2 X(HT) = X(TH) = 1 X(TT) = 0 Find Px((0,+inf)) and Px({2})
. Px((0,+inf)) = P(X^-1((0,+inf))) = P({w in Omega: X(w) > 0}) = P({HH, HT, TH}) = ¾ . Px({2}) = P(X^-1({2})) = P({w in Omega: X(w) = 2}) =P({HH}) = ¼
Note: Px(B) = P(X^-1(B)) = P({w in Omega: X(w) in B}) = P({x in B}) =|{w in Omega: X(w) in B}|/4 = |{x in B}|/4 Definition; Two r.v X and Y Px = Py
For all B in Borel, Px(B) = Py(B) Definition: (CDF) F(x) F: R -> R x -> F(x) = Px((-inf,x])
F(x) = Px((-inf,x]) = P(X^-1((-inf,x])) = P({w in Omega: X(w) <= x}) = P({X<=x}) = P(X<=x)
Example: Omega:= {HH, HT, TH, TT} F = 2^Omega P(A) = |A| / |Omega| X(HH) = 2 X(HT) = X(TH) = 1 X(TT) = 0 F(x) = P(X<=x) = P(Ax)
. x < 0: Ax = Rỗng => P(Ax) = 0
.0<= x < 1: Ax = {TT} => P(Ax) = ¼
. 1<= x < 2: Ax = {TT, HT, TH}=> P(Ax) = ¾
. x>=2 : Ax = Omega => P(Ax) =1 So F(x) = 0 if x < 0 ¼ if 0<=x<1 ¾ if 1<=x<2 1 if x >= 2 Problem 2.6: c) I[0,+inf) (x) = 1 if x in [0, +inf) 0 if x notin [0, +inf)
F(x) = Px((-inf, x]) = tp(-inf, x] e^-x . I[0,+inf) (x)dx .x < 0:
F(x) = tp(-inf -> x) 0 dx = 0 .x >=0:
F(x) = tp(-inf -> x) e^-x dx = tp(-inf -> 0) 0 dx + tp(0 -> x)e^-x dx = -e^-x + 1 d) I(-1,1) = 1 if x in (-1,1) 0 if x not in (-1,1)
F(x) = P(X^-1(-inf,x]) = ½ tp(-inf,x] I(-1,1)(x) dx . x < -1 ½ tp(-inf -> x) 0 dx = 0
.-1½ tp(-inf -> -1 ) 0 dx + ½ tp(-1 -> x) dx = ½(x+1) . x > 1
½ tp(-inf -> -1 ) 0 dx + ½ tp(-1 -> 1) dx + ½ tp(1->x) 0 dx = 1 Definition: PMF p(x) = P_X ({x}) = P(X = x) Theorem: P_X(B) = tpB f(t) dt f is (PDF) F’(x) = f(x) F(x) = tp(-inf,x] f(t) dt
a) p(x) = P_X({x}) = P({w in Omega: X(w) = x}) . x = Omega
p(x) = P_X({x}) = P({w in Omega: X(w) = Omega}) = 1 b)
E(x) = Sigma xP(X=x) = sigma x P_X({x}) Lazy Statistician 1. E[g(X)] = sigma g(x)p_X (x)
If g(x) = x => E(X) = sigma x.p_X (x)
2. E[g(X)] = tp (-inf, + inf) g(x)f_X(x) dx With PDF Var
Var(X) = E(X^2) – [E(X)]^2 Sd = sqrt(Var(X)) Cov
Cov(X) = E{[X – E(X)][Y – E(Y)]}
p(X, Y) = Cov / sqrt( Var(X).Var(Y))