• 締切済み

確率変数の変換について(2つの確率変数の和)

毎々お世話になっております. このたびは,2変数の確率変数の変換について質問させていただきます. [問] X1およびX2はi.i.d.でそれぞれ[0,1]の区間で一様に分布している. Y=X1+X2の確率密度関数を求めなさい. 上記の問いに関してですが, X1,X2の密度関数はf(xi)=1 for 0<=Xi<=1 i=1,2 であり, 同時確率はf(x1,x2)=1 for 0<=x<=1 であるというところまでは分かりました. また,X1=Y-Z,X2=Zとすることで,ヤコビヤンJ=1であるというとろこまではできました. しかし,これ以降,どのように考えれば良いのかが分かりません. 直感的に,X1とX2が一様に分布しているために,Y=X1+X2は0<=y<=2の範囲に分布し, y=1のときにg(y)が最大になるのであろうと考えられ, g(y)=y for 0<=y<=1 g(y)=2-y for 1<y<=2 1という確率密度関数になるであろうことは分かります. このような考え方が正しいかどうかも含めて,この問題の解法をご教示いただけないでしょうか? 何卒よろしくお願いいたします.

noname#45467
noname#45467

みんなの回答

  • guuman
  • ベストアンサー率30% (100/331)
回答No.1

X1とX2の密度をp(x)とする X1とX2が独立だから (X1,X2)の密度はp(x1)・p(x2)となる よってZ=X1+X2の分布は F(z)=∫∫[x1+x2<z]dx1dx2・p(x1)・p(x2) よってZ=X1+X2の密度はF'(z)である F'(z)を求めて補足にかけ なおδ関数を知っていればh(x)をヘビサイド関数として F(z)=∫∫dx1dx2・p(x1)・p(x2)・h(z-x1-x2) をzで微分すればよいのだから解は瞬時に求まる

noname#45467
質問者

お礼

お礼が遅くなり申し訳ございませんでした. ご教示いただいた方法とは別の解法ですが, 無事に答えを求めることができました. ご回答いただいた内容に関しては, ヘビサイド関数とは何?という疑問があり, 全然理解できておりません. 万一,今後ヘビサイド関数を使用する機会があれば, 再度この場で質問させていただきます. その折は,何卒宜しくお願いします. ご回答いただき誠にありがとうございました.

関連するQ&A

  • 【指数分布】確率変数の和

    X1,X2,...,Xnは互いに独立な確率変数であり、 それぞれ指数分布 f(x)=1/λ*exp(-x/λ) (x>0) に従います。 確率変数 Yk=X1+X2+...+Xk の確率密度関数をfk(x) とするとき、 (1)fk(x)=∫[0,∞]fk-1(x-t)f(t)dt (x>0) を示せ。 (2)fn(x)を求めよ。 (3)確率変数 Yk=X1+X2+...+Xk の期待値、分散を求めよ。 との問題なのですが、 (1)について、 XとYが独立であるとき、Z=X+Yの確率密度関数fZ(z)は 畳み込み積分で与えられるので、 fZ(z)=∫[-∞→∞]fX(x)fY(z-x)dx を...と考えたのですが 上手く証明ができません。 また、(2)について、 指数分布が事象が起きる時間間隔が従う分布だということから 要は、n回の事象が起きるまでの時間と考え、 fn(x)=n/λ だとは思うのですが、よくこれは特性関数から計算すれば良いのでしょうか... どなたか数学に詳しい方が居られましたら、 ご教授のほどよろしくお願いいたします。

  • 確率変数の和の確率密度関数の問題

    X,Y,Zは互いに独立に一様分布U(0,1)に従う確率変数としたとき、S=X+Y+Zの確率密度関数 はどのように求めればよいのでしょうか? X+Y と同じように考えればいいのでしょうか? 宜しくお願いします。

  • 確率・統計の問題です

    以下の問題の解答をお願いします。 連続確率変数Xの累積分布関数はFx(x) = P{X≦x}で与えられる。区間[0, 1]で定義された、二つの独立な確率変数X1, X2の累積分布関数Fx1(x), Fx2(x)が図で与えられるとき、以下の問いに答えよ。 Y=X1+X2とおくと、Yの累積分布関数Fy(y)はX1,X2の結合密度関数f12(x1, x2)を用いて Fy(y) = ∫[-∞→∞] ∫[-∞→y-x1] f12(x1, x2)dx2dx1 で与えられる。このことを利用してYの確率密度関数fy(y)を求め図示せよ。

  • 統計学 確率変数変換後の期待値

    確率変数Xが確率密度f(x)]の確率分布にしたがうとき、 新たな確率変数をY=aX+bと定義したとき、 E[Y]=∫[-∞~∞](ax+b)f(x)らしいですが、 なぜ E[Y]=∫[-∞~∞](ax+b)g(y)ではないんですか? 手元の参考書には、 確率変数を変換すると確率密度も変わると書いてあります。 それならば新たな確率変数Yは新たな確率密度g(y)に従って上に書いた式になると思ったんですが・・・

  • 確率の質問

    自分で考えた確率の問題なのですが、 解けずに困っています 「問題」 同じ連続確率分布f(x)に従う確率変数X1,X2,X3 がある。 確率変数Yを Y=Xi ( X1<X2<X3→Xi=X2, X3<X1<X2→Xi=X1, ... 真ん中の値をXiとする) とおくとき 確率変数Yの従う確率分布の平均と分散を求めなさい

  • 3変量の確率変数の変数変換についての問題です.

    x , y , z をそれぞれ区間 [0 , pi] 上の一様分布に従うi.i.dな確率変数であるとし, 新たな確率変数 w が w = cos(x)cos(y) + cos(z)sin(x)sin(y) と表されるとき,確率変数wの密度関数を求めよ,という問題です. 逆変換をし,ヤコビアンを求めるなどしてみたのですが, 最終的に周辺化の部分で詰まってしまいます. よろしくお願いします. .

  • 離散型確率変数

    X:離散型確率変数 確率関数 Px(x) 分布関数 F(x) Y=ax+b 確率関数 Py(y) 分布関数 G(y) G(y)、Py(y)をFx(x)、Px(x)を用いて表すとどうなりますか?

  • 確率変数、分布関数と密度関数について

    独学で統計学を勉強していますが、解法がわからず煮詰まってしまい、困っている問題がありますので、質問させていただきます。 確率変数XがX~U[0,1]のとき (1)確率変数Z=5Xの分布関数、密度関数を求めよ。 (2)確率変数Y=X^2の分布関数を求めよ。 よろしくお願いいたします。

  • 確率変数の変換ですが。。。。。

    Xが区間(-1,1)上の一様分布とする。Xの分布関数を書き、さらに、Y=X^2とおいたときの確率変数Yの分布関数を求めるのですがさっぱり。。。です。是非、教えてください。宜しくお願い致します。

  • 確率変数変換

    X1,X2,・・・,Xnが互いに独立な連続型確率変数であるとし、 Fi、i=1,・・・,nをXiの分布関数とすると、T=-2ΣlogFi(Xi) (Σはi=1からnまでです) これが自由度2nのカイ二乗分布に従うことを示せ。 色々試してみたのですが計算がぐちゃぐちゃになってしまい困っています。ヒントだけでもいいのでよろしくお願いします。