Definicja 0.5.5 Dla zmiennej X o wartościach {0,1,2,...} funkcję 1x(z) = E{zx) = J2 zlp(i)
i=0
dla z € [0,1] nazywamy funkcję tworzącą.
Związek tej funkcji z momentami jest następujący 7f(*) = E(X(X-l)...pC-* + l)) dla k e N.
Przykład 0.5.14 Mediana rozkładu. Właściciel bufetu sprzedaje kawę. Dzienny popyt na kawę określony jest przez zmienną X o gęstości f. Właściciel płaci c zł za litr kawy, otrzymuje b zł (b> c) i jeśli zabraknie mu kawy traci a zł na każdym brakującym litrze. Ile kawy powinien on kupić, aby zmaksymalizować (w sensie wartości średniej) swój zysk. Odp.: należy kupić v litrów kawy, gdzie v jest takie, że P(X > v) = Gdy a = b = c = 1 wartość tą nazywamy medianą rozkładu zmiennej X.
Definicja 0.5.6 Niech X będzie taka, ze E\X\ < oo. Medianą rozkładu zmiennej X jest liczba v, taka,
E\X-c\ > E\X-v\ dla wszystkich c G R.
Własności wartości oczekiwanej
1. E(aX + b) = aEX + b, dla a, b € R
2. E(X + Y) = EX + EY
3. X>Y => EX> EY
4. Jeśli X\,...,Xn są niezależne, to E(Xi...X„) = EX\...EXn
5. Jeśli Xi,...,X„ są niezależne, to E(gi(Xi)...g„(Xn)) = Eg(X\)...Egn{Xn), dla dowolnych funkcji 9l,-,9n-
6. Jeśli X\,..., Xn są niezależne, to <pxi+...x„(t) = <Pxi(^)i dla funkcji tworzących momenty Przykład 0.5.15 Warunek E(XY) = EXEY nie implikuje niezależności X i Y.
X\Y |
-1 |
0 |
1 |
px |
1 |
0 |
1/4 |
0 |
1/4 |
0 |
1/4 |
1/4 |
1/4 |
3/4 |
py |
1/4 |
1/2 |
1/4 |
wtedy EXY = 0 oraz EXY = EXEY, ale X, Y nie są niezależne.
Funkcje tworzące wyznaczają jednoznacznie rozkłady zmiennych losowych:
Jeśli = <py(t)e E, to Fy = Fy-
Jeśli 7x(z) = yy{z),z € (0,1), to px(i) = py(i),i e Z+.
20