2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




 
 Характеристическая функция
Сообщение14.12.2013, 09:48 
Аватара пользователя
Задача
Характеристическая функция суммы двух случайных величин равна произведению характеристических функций слагаемых. Можно ли утверждать, что слагаемые независимы?

Казалось бы, что такое утверждать нельзя, но пример найти пока не удалось.

 
 
 
 Re: Характеристическая функция
Сообщение14.12.2013, 15:59 
Аватара пользователя
Распределение Коши.

 
 
 
 Re: Характеристическая функция
Сообщение14.12.2013, 16:57 
Аватара пользователя
ShMaxG в сообщении #800715 писал(а):
Распределение Коши.

Вы хотите сказать, что распределение Коши можно представить в виде суммы двух зависимых случайных величин так, чтобы выполнялось условие задачи?

 
 
 
 Re: Характеристическая функция
Сообщение14.12.2013, 17:08 
Аватара пользователя
Да.

 
 
 
 Re: Характеристическая функция
Сообщение14.12.2013, 17:53 
Аватара пользователя
ShMaxG в сообщении #800739 писал(а):
Да.

Наверное вы имели ввиду, что если $\xi \sim C(0, 1)$ имеет стандартное распределение Коши, то и $\frac{1}{\xi} \sim C(0, 1)$. Если глянуть на $\eta$, получающуюся из хар. функции произведения, то получится, что $\eta \sim C(0, 2)$. Но что-то очень сомнительно, что $\xi + \frac{1}{\xi} \sim C(0, 2)$. Это даже неправда.

 
 
 
 Re: Характеристическая функция
Сообщение14.12.2013, 17:54 
Аватара пользователя
Нет, я не это имел ввиду.

 
 
 
 Re: Характеристическая функция
Сообщение14.12.2013, 18:11 
Аватара пользователя
ShMaxG в сообщении #800757 писал(а):
Нет, я не это имел ввиду.

А, кажется понял. Возьмем $\xi \sim C(0, 1)$, тогда $\xi + \xi \sim C(0, 2)$. Так?

 
 
 
 Re: Характеристическая функция
Сообщение14.12.2013, 18:17 
Аватара пользователя
Да, именно так.

 
 
 
 Re: Характеристическая функция
Сообщение15.12.2013, 16:08 
Аватара пользователя
Хорошо, а вот такая задачка.
У нас есть 3 случайные величины, которые попарно некоррелированы, их математические ожидания равны 0, а дисперсии $\sigma^2$. Спрашивается, какое максимальное значение может принимать мат. ожидание их произведения.
Единственная моя мысль на эту тему - применить неравенство Коши-Буняковского, но пока что оно не дало особых плодов.

 
 
 
 Re: Характеристическая функция
Сообщение16.12.2013, 22:46 
Аватара пользователя
Foxer
А откуда эта задача?

 
 
 
 Re: Характеристическая функция
Сообщение16.12.2013, 22:48 
Аватара пользователя
ShMaxG в сообщении #802328 писал(а):
Foxer
А откуда эта задача?

Андрей Михалыч Райгородский умеет придумывать задачки =).

-- 16.12.2013, 22:56 --

Просто когда я пишу неравенство К-Б, вылезает четвертый момент, а с ним совершенно не ясно что делать.

 
 
 
 Re: Характеристическая функция
Сообщение20.12.2013, 23:34 
Аватара пользователя
Это задача 3.94 из сборника Зубков, Севастьянов, Чистяков "Сборник задач по теории вероятностей", 2-е изд. Ответ -- плюс бесконечность. Я долго придумывал пример, чтобы это показать, и додумался до такого, довольного "кривого", но тем не менее.

Пусть $\xi$ -- случайная величина с плотностью распределения $$\[{f_\xi }\left( x \right) = \frac{C}{{1 + {{\left| x \right|}^{15}}}},\]$$ где $C$ -- соответствующая константа. Введем в рассмотрение три случайные величины$$\[{\xi _1} = \frac{{{\xi ^3} - {\bf{E}}{\xi ^3}}}{{\sqrt {{\bf{E}}{{\left( {{\xi ^3} - {\bf{E}}{\xi ^3}} \right)}^2}} }}, \ {\xi _2} = \frac{{{\xi ^4} - {\bf{E}}{\xi ^4}}}{{\sqrt {{\bf{E}}{{\left( {{\xi ^4} - {\bf{E}}{\xi ^4}} \right)}^2}} }}, \ {\xi _3} = \frac{{{\xi ^5} - {\bf{E}}{\xi ^5}}}{{\sqrt {{\bf{E}}{{\left( {{\xi ^5} - {\bf{E}}{\xi ^5}} \right)}^2}} }}\]$$ Легко видеть, что они обладают нулевыми математическими ожиданиями и единичными дисперсиями. Далее, первая и вторая, а также вторая и третья случайные величины некоррелируемые. Первая и третья случайные величины -- возможно коррелируемые, но это не важно, так как я подбираю теперь такое ортогональное преобразование
$$\[\left\{ \begin{array}{l}
{\eta _1} = a{\xi _1} + b{\xi _3}\\
{\eta _2} = {\xi _2}\\
{\eta _3} = c{\xi _1} + d{\xi _3}
\end{array} \right.\]$$ чтобы полученные случайные величины $\eta_1, \ \eta_2, \ \eta_3$ были попарно некоррелируемыми. Условие их некоррелируемости выглядит так:$$\[\cos 2\varphi  \cdot {\bf{E}}{\xi _1}{\xi _3} = 0\]$$ где $a=d=\cos{\varphi}, \ c = -b = \sin{\varphi}$. Далее я выбираю $\cos{2\varphi}=0$. Отсюда следует $$\[{\bf{E}}{\eta _1}{\eta _2}{\eta _3} = \frac{{\sin 2\varphi }}{2} \cdot \left( {{\bf{E}}\xi _1^2{\xi _2} - {\bf{E}}\xi _3^2{\xi _2}} \right)\]$$ Выбирая знак $\sin{2\varphi}$, получаем как плюс, так и минус бесконечность. Ну а то, что у "эт" неодинаковые дисперсии -- не важно, в данном случае их можно отнормировать.

 
 
 
 Re: Характеристическая функция
Сообщение21.12.2013, 20:42 
Аватара пользователя
Чуть позже приведу свое решение.

 
 
 
 Re: Характеристическая функция
Сообщение23.12.2013, 18:19 
Аватара пользователя
Докажем, что матожидание произведения может оказаться бесконечностью (тогда, если мы поменяем у наших величин знак в силу линейности матожидания минимум будет $-\infty$). Возьмем 3 случайные величины $\xi_i$, которые попарно независимы, но зависимы в совокупности, причем матожидание их произведения $m = M\xi_1\xi_2\xi_3 \neq 0$. Возьмем случайную величину $\eta$ с матожиданием $0$, дисперсией $\sigma^2$, но у которой нет третьего момента (бесконечность). Причем сделаем так, что $\eta$ независим от совокупности $\{\xi_1, \xi_2, \xi_3\}$. Тогда рассмотрим 3 случайные величины: $\xi_1\eta$, $\xi_2\eta$, $\xi_3\eta$. Они попарно некоррелируют, т.к. $M\xi_1\xi_2\eta^2 = M\xi_1\xi_2M\eta^2 = 0 \cdot \sigma^2 = 0$ (в силу независимости $\eta$ от $\xi_i$). А вот $M\xi_1\xi_2\xi_3\eta^3 = M\xi_1\xi_2\xi_3M\eta^3 = m \cdot \infty = \pm \infty$. Соответственно, когда поменяем знаки у случайных величин, то получим $\mp \infty$, что и требовалось.

 
 
 
 Posted automatically
Сообщение08.01.2014, 00:30 
Аватара пользователя
 i  Тема перемещена из форума «Олимпиадные задачи (М)» в форум «Помогите решить / разобраться (М)»

 
 
 [ Сообщений: 15 ] 


Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group