Klausur zur Vorlesung Stochastik II

Ähnliche Dokumente
Scheinklausur zur Vorlesung Stochastik II

Klausur zur Vorlesung Stochastik II

Klausur zur Vorlesung Stochastik II

10 Transformation von Zufallsvariablen

DWT 1.4 Rechnen mit kontinuierlichen Zufallsvariablen 234/467 Ernst W. Mayr

Stochastik. 1. Wahrscheinlichkeitsräume

Scheinklausur Stochastik 1 für Studierende des Lehramts und der Diplom-Pädagogik

Kapitel VII - Funktion und Transformation von Zufallsvariablen

4 Absolutstetige Verteilungen und Zufallsvariablen 215/1

I Grundbegriffe 1 1 Wahrscheinlichkeitsräume Bedingte Wahrscheinlichkeiten und Unabhängigkeit Reellwertige Zufallsvariablen...

Charakteristische Funktionen

1.3 Zufallsvariablen

2 Zufallsvariable, Verteilungen, Erwartungswert

13 Grenzwertsätze Das Gesetz der großen Zahlen

Zulassungsprüfung Stochastik,

Gesetze der großen Zahlen

Stochastik I. Vorlesungsmitschrift

Aufgaben zu Kapitel 0

Definition Sei X eine stetige Z.V. mit Verteilungsfunktion F und Dichte f. Dann heißt E(X) :=

I Grundbegriffe 1 1 Wahrscheinlichkeitsräume Bedingte Wahrscheinlichkeiten und Unabhängigkeit Reellwertige Zufallsvariablen...

Einführung in die Wahrscheinlichkeitstheorie Lösungsvorschläge zu Übungsblatt 4

Einführung in die Stochastik für Informatiker Übungsaufgaben mit Lösungen

3. Gemeinsame und bedingte Verteilung, stochastische Unabhängigkeit

Weihnachtsaufgaben. a) Welche Urnenmodelle gibt es? Stelle zu jedem Modell ein konkretes Beispiel auf, welches durch dieses Modell beschrieben wird.

Wahrscheinlichkeit und Statistik: Zusammenfassung

Klausur zur Einführung in die Wahrscheinlichkeitstheorie und Statistik

13 Mehrdimensionale Zufallsvariablen Zufallsvektoren

Stochastische Prozesse

Wirtschaftsmathematik

Reelle Zufallsvariablen

Maße auf Produkträumen

Wichtige Definitionen und Aussagen

0 für t < für 1 t < für 2 t < für 3 t < für 4 t < 5 1 für t 5

Erwartungswert und Varianz von Zufallsvariablen

8. Stetige Zufallsvariablen

Lösung zu den Übungsaufgaben zur Lebesgueschen Integrationstheorie. Tobias Ried

70 Wichtige kontinuierliche Verteilungen

2 Zufallsvariable und Verteilungsfunktionen

Gegenbeispiele in der Wahrscheinlichkeitstheorie

Unabhängige Zufallsvariablen

Institut für Stochastik Prof. Dr. N. Henze Dipl.-Math. V. Riess

Aufgabe Punkte

Musterlösung Klausur,,Einführung in die W theorie

Schwache Konvergenz von Wahrscheinlichkeitsmaßen

Stochastische Prozesse

Mathematische Ökonometrie

Einführung in die Stochastik 6. Übungsblatt

Zufallsvariable, Verteilung, Verteilungsfunktion

Stetige Standardverteilungen

Klausur zu,,einführung in die Wahrscheinlichkeitstheorie. Musterlösungen

Allgemeine Wahrscheinlichkeitsräume

Übungsscheinklausur,

Lösungsvorschlag zur Übungsklausur zur Analysis I

7. Die Brownsche Bewegung

Dynamische Systeme und Zeitreihenanalyse // Multivariate Normalverteilung und ML Schätzung 11 p.2/38

Varianz und Kovarianz

4. Verteilungen von Funktionen von Zufallsvariablen

Lehrstuhl IV Stochastik & Analysis. Stochastik II. Wahrscheinlichkeitstheorie I. Skriptum nach einer Vorlesung von Hans-Peter Scheffler

2.2 Binomialverteilung, Hypergeometrische Verteilung, Poissonverteilung

Normalverteilung. 1 2πσ. Gauß. 2 e 1 2 ((x µ)2 σ 2 ) Werkzeuge der empirischen Forschung. W. Kössler. Einleitung. Datenbehandlung. Wkt.

1 Erwartungswert und Kovarianzmatrix von Zufallsvektoren

Vorlesung 7b. Unabhängigkeit bei Dichten. und die mehrdimensionale Standardnormalverteilung

A. STOCHASTISCHE PROZESSE UND STOPPZEITEN 109

Kapitel II Kontinuierliche Wahrscheinlichkeitsräume

Stetige Verteilungen, Unabhängigkeit & ZGS

Kapitel II. Brownsche Bewegung. Literatur: Karatzas, Shreve (1999, Chap. 2).

Wahrscheinlichkeitsrechnung und Statistik

Die Varianz (Streuung) Definition

7 Bedingte Erwartungswerte und Bedingte Verteilungen

Kapitel 8: Zufallsvektoren

Ljapunov Exponenten. Reiner Lauterbach

Asymptotische Stochastik (SS 2010)

Kapitel X - Randverteilung, bedingte Verteilung und Unabhängigkeit von Zufallsvariablen

Klausur Analysis II

Schwache Konvergenz. Ivan Lecei. 18. Juni Institut für Stochastik

Probeklausur Statistik II

Gegenbeispiele in der Wahrscheinlichkeitstheorie

Beweis. Bauer (4. Auflage, 1991), S , Hoffmann-Jørgensen, Vol. I, S. 457.

1.4 Stichproben aus einer Normalverteilung

7 Der Satz von Girsanov

Übungen zu bedingten Erwartungswerten. Tutorium Stochastische Prozesse 13. Dezember 2016

Ferienkurs in Maß- und Integrationstheorie

VERTEILUNGEN VON FUNKTIONEN EINER ZUFALLSVARIABLEN

Klausur Analysis für Informatiker Musterlösung

Wahrscheinlichkeitstheorie Kapitel V - Stetige Verteilungen

8. Formelsammlung. Pr[ ] = 0. 0 Pr[A] 1. Pr[Ā] = 1 Pr[A] A B = Pr[A] Pr[B] DWT 8.1 Gesetze zum Rechnen mit Ereignissen 203/467 Ernst W.

Erwartungswerte, Varianzen

3 Markov-Eigenschaft der Brownschen Bewegung

7. Grenzwertsätze. Dr. Antje Kiesel Institut für Angewandte Mathematik WS 2011/2012

Klausur zur Vorlesung

TU DORTMUND Sommersemester 2018

Grundlagen der Wahrscheinlichkeitstheorie

Fit for Abi & Study Stochastik

Wahrscheinlichkeitstheorie Kapitel X - Randverteilung, bedingte Verteilung und Unabhängigkeit von Zufallsvariablen

Eingangsprüfung Stochastik,

Übung Zeigen Sie, dass dies als Grenzwert der Wahrscheinlichkeitsfunktion der Binomialverteilung mit

Multivariate Verteilungen

Brownsche Bewegung. Satz von Donsker. Bernd Barth Universität Ulm

A. Maß- und Integrationstheorie

Erwartungswert als Integral

Transkript:

Institut für Mathematische Stochastik WS 003/004 Universität Karlsruhe 05. 04. 004 Prof. Dr. G. Last Klausur zur Vorlesung Stochastik II Dauer: 90 Minuten Name: Vorname: Matrikelnummer: Diese Klausur hat bestanden, wer mindestens Punkte erreicht. Hilfsmittel sind nicht zugelassen! Aufgabe (5 (4 3 (5 4 (5 5 (5 6 (6 (30 Punkte Korrektor Gesamtpunktzahl Note

Aufgabe (5 Punkte Es sei (Ω, A, µ ein Maßraum und f : Ω [0, eine messbare Abbildung. Es sei dabei µ ein endliches Maß, d.h. µ(ω <. Ferner sei Zeigen Sie: α(t := µ({f > t}, t 0. a Die Abbildung α : [0, [0, ] ist monoton fallend und stetig von rechts. b Für t > 0 gilt lim α(t h = α(t + µ({f = t}. h 0+ c Es gelte f dµ <. Dann gilt lim t α(t = 0. t Lösung zu Aufgabe a Es sei t > s. Dann gilt {f > t} {f > s} und damit Ferner folgt für t 0 und h > 0 α(t = µ({f > t} µ({f > s} = α(s. α(t α(t + h = µ({t + h f > t} µ( = 0 (h 0, da {t + h f > t} und µ stetig von oben ist. b Seien t, h > 0. Dann gilt α(t h α(t = µ({t f > t h} µ({f = t} (h 0, da {t f > t h} {f = t} und µ stetig von oben ist. c Es gilt f f {f>t} 0. Wegen f dµ < folgt aus dem Satz über die dominierte Konvergenz tα(t = t {f>t} dµ f {f>t} dµ 0 (t.

Aufgabe (4 Punkte Es seien X k, k N, unabhängige Zufallsvariablen mit P(X k = k = P(X k = k =. Sei Zeigen Sie s n ( s n := V (X k X k d N(0,. (n. Lösung zu Aufgabe Es gelten IEX k = 0, V (Z k = k für k N und somit s n = k = n(n + für n N. Sei ε > 0 und n > ε. Dann folgt für k n und hieraus IE X k { Xk >εs n} = k n ε n ε s n IE X k {k>ε s = 0. n} Damit ist insbesondere lim n s n IE X k IEX k { Xk IEX k >εs n} = 0. Die Lindeberg-Bedingung ist somit erfüllt und die Behauptung folgt aus dem Zentralen Grenzwertsatz.

Aufgabe 3 (5 Punkte Es seien X n, n N, normalverteilte Zufallsvariablen mit Mittelwert 0 und Varianz σ n sowie X eine reelle Zufallsvariable mit charakteristischer Funktion φ X mit φ X ( 0. Ferner gelte X n d X (n. a Bestimmen Sie die charakteristischen Funktionen φ n von X n für n N. b Zeigen Sie, dass für ein σ [0, σn σ (n gilt. c Bestimmen Sie die Verteilung von X. Benutzen Sie ohne Beweis: Die charakteristische Funktion φ einer standard normalverteilten Zufallsvariablen ist φ(t = e t, t R. Lösung zu Aufgabe 3 a Sei Y eine standardnormalverteilte Zufallsvariable. Dann gilt für t R φ n (t = φ σny (t = φ Y (σ n t = exp ( σ nt. b Wegen X n d X gilt Es folgt und somit exp ( σ n = φ n ( φ X ( (n. φ X ( (0, ], σ n = log φ n ( log φ X ( =: σ [0, (n. c Nach dem Stetig- bzw. Eindeutigkeitssatz für charakteristische Funktionen folgt aus φ n (t = exp ( σ nt exp ( σ t = φ Y (σt = φ σy (t, dass X normalverteilt ist mit Mittelwert 0 und Varianz σ.

Aufgabe 4 (5 Punkte Es sei (X, R ein zweidimensionaler Zufallsvektor mit Dichte { r f(x, r = π falls x < r, 0 r <, r x 0 sonst. a Berechnen Sie die Randdichten von X und R. b Berechnen Sie die Kovarianz von X und R. Benutzen Sie ohne Beweis: dy y = π. Lösung zu Aufgabe 4 a Wegen r r folgt für die Dichte f von R r π r x dx = Mit der Substitution y = r x folgt x r π dy = r y f (r = r {0<r<} r R. r π r x dr = und hieraus für die Dichte f von X b Zunächst ist x 0 dy π y = x π f (x = π x {0< x <}, x R. IEX = x x dx = 0, π da der Integrand punktsymmetrisch ist. Ferner ist IEXY = r 0 r r x π dxdr = 0, r x da der innere Integrand punktsymmetrisch in x ist. Es folgt C(X, Y = IEXY IEXIEY = 0.

Aufgabe 5 (5 Punkte Es sei X eine mit Parameter λ = exponentialverteilte Zufallsvariable auf einem Wahrscheinlichkeitsraum (Ω, A, P, d.h. P(X t = ( e t {t>0}, t R. Ferner sei Y := X {X 0}. a Bestimmen Sie die Verteilungsfunktion F von Y. b Zerlegen Sie F in F = a F + a F mit einer diskreten Verteilungsfunktion F, einer stetigen Verteilungsfunktion F und geeigneten a, a 0 mit a + a =. c Es seien Y k F, k N, unabhängige Zufallsvariablen auf (Ω, A, P. Zeigen Sie die Existenz eines c R mit n Y k f.s. c (n. Lösung zu Aufgabe 5 a Sei a := P(Y = 0 = P(X > 0 = e 0. Es gilt dann für 0 t < 0 P(Y t = P(X t + P(X > 0 = e t + a. Damit folgt 0 falls t < 0 F (t = e t + a falls 0 t < 0 falls 0 t. b Setze a := a und a := a = e 0 sowie für t R F (t := {t 0} und F (t := 0 falls t < 0 e t a falls 0 t < 0 falls 0 t. c Mit c := IEY = IE Y 0 < folgt die Behauptung aus dem starken Gesetz der großen Zahlen.

Aufgabe 6 (6 Punkte Gegeben sei eine Folge X, X,... unabhängiger reellwertiger Zufallsvariablen mit Verteilungsfunktionen F, F,.... Zeigen Sie, dass die beiden folgenden Aussagen äquivalent sind: (i (ii Es gibt ein c R mit sup X n < P-f.s. n ( F n (c <. n= Lösung zu Aufgabe 6 Es gelte ii für ein c R. Dann folgt wegen nach dem Lemma von Borel-Cantelli P(X n > c = F n (c, n N, P(X n > c unendlich oft = 0. Für P-fast alle ω Ω existiert somit ein m = m(ω mit insbesondere mit Hieraus folgt i. X n (ω c für alle n m, X n (ω max{c, X k (ω : k m} < für alle n. Es gelte ii für kein c R, d.h. für alle c R gilt P(X n > c =. n= Wegen der Unabhängigkeit der X n, n N, folgt aus dem Lemma von Borel-Cantelli P(X n > c unendlich oft =, für alle c R, insbesondere Hieraus folgt ( P sup X n > c n =. ( P sup X n = n =.