TMA4265 Stokastiske prosesser

Like dokumenter
TMA4265 Stokastiske prosesser

SIF5072 Stokastske prosesser Sde 2 av 6 b) Hva vl det s at en Markov-kjede er rredusbel? Er Markov-kjeden fx n g denne oppgaven rredusbel? Er den aper

TMA4300 Mod. stat. metoder

TMA4240/4245 Statistikk Eksamen august 2016

Statistikk og økonomi, våren 2017

IT1105 Algoritmer og datastrukturer

Løsningsforslag ST2301 Øving 8

EKSAMEN I FAG SIF5040 NUMERISKE METODER Tirsdag 15. mai 2001 Tid: 09:00 14:00

Anvendelser. Kapittel 12. Minste kvadraters metode

Appendiks 1: Organisering av Riksdagsdata i SPSS. Sannerstedt- og Sjölins data er klargjort for logitanalyse i SPSS filen på følgende måte:

Illustrasjon av regel 5.19 om sentralgrenseteoremet og litt om heltallskorreksjon (som i eksempel 5.18).

Simpleksmetoden. Initiell basistabell Fase I for å skaffe initiell, brukbar løsning. Fase II: Iterativ prosess for å finne optimal løsning Pivotering

(iii) Når 5 er blitt trukket ut, er det tre igjen som kan blir trukket ut til den siste plassen, altså:

Løsningsforslag øving 10 TMA4110 høsten 2018

X ijk = µ+α i +β j +γ ij +ǫ ijk ; k = 1,2; j = 1,2,3; i = 1,2,3; i=1 γ ij = 3. i=1 α i = 3. j=1 β j = 3. j=1 γ ij = 0.

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Seleksjon og uttak av alderspensjon fra Folketrygden

Løsningskisse for oppgaver til uke 15 ( april)

MA1301 Tallteori Høsten 2014

TALLSVAR. Det anbefales at de 9 deloppgavene merket med A, B, teller likt uansett variasjon i vanskelighetsgrad. Svarene er gitt i <<< >>>.

EKSAMEN Ny og utsatt Løsningsforslag

Oppgave 3, SØK400 våren 2002, v/d. Lund

Forelesning 4 og 5 MET3592 Økonometri ved David Kreiberg Vår 2011

TALLSVAR. Det anbefales at de 9 deloppgavene merket med A, B, teller likt uansett variasjon i vanskelighetsgrad. Svarene er gitt i << >>.

TALLSVAR. Det anbefales at de 9 deloppgavene merket med A, B, teller likt uansett variasjon i vanskelighetsgrad. Svarene er gitt i <<< >>>.

Fourieranalyse. Fourierrekker på reell form. Eksempel La. TMA4135 Matematikk 4D. En funksjon sies å ha periode p > 0 dersom

Automatisk koplingspåsats Komfort Bruksanvisning

Sparing gir mulighet for å forskyve forbruk over tid; spesielt kan ujevne inntekter transformeres til jevnere forbruk.

UNIVERSITETET I OSLO

i kjemiske forbindelser 5. Hydrogen har oksidasjonstall Oksygen har oksidsjonstall -2

Oppgaven består av 9 delspørsmål som anbefales å veie like mye, Kommentarer og tallsvar er skrevet inn mellom <<, >>, Oppgave 1

Magnetisk nivåregulering. Prosjektoppgave i faget TTK 4150 Ulineære systemer. Gruppe 4: Rune Haugom Pål-Jørgen Kyllesø Jon Kåre Solås Frode Efteland

STK desember 2007

Forelesning nr.3 INF 1410

Sluttrapport. utprøvingen av

Samfunnsøkonomi andre avdeling, mikroøkonomi, Diderik Lund, 18. mars 2002

NOEN SANNSYNLIGHETER I BRIDGE Av Hans-Wilhelm Mørch.

Veiledning til obligatorisk oppgave i ECON 3610/4610 høsten N. Vi skal bestemme den fordeling av denne gitte arbeidsstyrken som

TMA4245 Statistikk Eksamen mai 2016

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

ØVINGER 2017 Løsninger til oppgaver

Dynamisk programmering. Hvilke problemer? Overlappende delproblemer. Optimalitetsprinsippet

EKSAMEN Løsningsforslag

Dynamisk programmering. Hvilke problemer? Overlappende delproblemer. Optimalitetsprinsippet

EKSAMEN ny og utsatt løsningsforslag

DEN NORSKE AKTUARFORENING

Alternerende rekker og absolutt konvergens

Analyse av strukturerte spareprodukt

Forelesning nr.3 INF 1411 Elektroniske systemer. Parallelle og parallell-serielle kretser Kirchhoffs strømlov

EKSAMEN I FAG SIF8052 VISUALISERING MANDAG 21. MAI 2001 KL LØSNINGSFORSLAG

Ambulanseflystruktur og operativ/teknisk kravspesifikasjon. Høringsuttalelser (ajour ) Kommentarer beredskap

Forelesning nr.3 INF 1411 Elektroniske systemer

TMA4245 Statistikk Eksamen 21. mai 2013

C(s) + 2 H 2 (g) CH 4 (g) f H m = -74,85 kj/mol ( angir standardtilstand, m angir molar størrelse)

Investering under usikkerhet Risiko og avkastning Høy risiko. Risikokostnad prosjekt Snøskuffe. Presisering av risikobegrepet

Tillegg 7 7. Innledning til FY2045/TFY4250

Innkalling til andelseiermøte

MoD233 - Geir Hasle - Leksjon 10 2

Oppgave 1 Det er oppgitt i oppgaveteksten at estimatoren er forventningsrett, så vi vet allerede at E(ˆµ) = µ. Variansen til ˆµ er 2 2 ( )

FOLKETELLINGEN 1. NOVEMBER Tellingsresultater Tilbakegående tall - Prognoser SARPSBORG 0102 STATISTISK SENTRALBYRÅ - OSLO

Løsningsskisse til eksamen i TFY112 Elektromagnetisme,

Vekst i skjermet virksomhet: Er dette et problem? Trend mot større andel sysselsetting i skjermet

UNIVERSITETET I OSLO

DET KONGELIGE FISKERI- OG KYSTDEPARTEMENT. prisbestemmelsen

INF 2310 Digital bildebehandling

TMA4240 Statistikk H2010

STK1100 våren Konfidensintevaller

system 16 mm / 25 mm / 32 mm MONTERINGSVEILEDNING

Løsningsforslag (ST1201/ST , kontinuasjonseksamen) ln L. X i = 2n.

STK1000 Innføring i anvendt statistikk Eksamensdag: Tirsdag 12. desember 2017

Arbeid og potensiell energi

Forelesning 25 og 26 Introduksjon til Bayesiansk statistikk

Det ble orientert i plenum under eksamensdagen om følgende endringer i forhold til oppgaven:

' FARA INNKALLING TIL ORDINÆR GENERALFORSAMLING (FARA ASA

SNF-rapport nr. 19/07

Trykkløse rørsystemer

Oppgaver. Multiple regresjon. Forelesning 3 MET3592 Økonometri ved David Kreiberg Vår 2011

Arbeid og potensiell energi

FAUSKE KOMMUNE. Sammendrag: II Sak nr.: I KOMMUNESTYRE SAKSPAPIR

Eksamensoppgave i SØK Statistikk for økonomer

STK1100 våren 2015 P A B P B A. Betinget sannsynlighet. Vi trenger en definisjon av betinget sannsynlighet! Eksemplet motiverer definisjonen:

TMA4240 Statistikk Høst 2016

Alderseffekter i NVEs kostnadsnormer. - evaluering og analyser

Jobbskifteundersøkelsen Utarbeidet for Experis

De normalfordelte: x og sd for hver gruppe. De skjevfordelte og de ekstremt skjevfordelte: Median og kvartiler for hver gruppe.

Notater. Bjørn Gabrielsen, Magnar Lillegård, Berit Otnes, Brith Sundby, Dag Abrahamsen, Pål Strand (Hdir)

Eksamen ECON 2200, Sensorveiledning Våren Deriver følgende funksjoner. Deriver med hensyn på begge argumenter i e) og f).

UNIVERSITETET I OSLO.

Eksamen i emne SIB8005 TRAFIKKREGULERING GRUNNKURS

Forelesning 17 torsdag den 16. oktober

porsche design mobile navigation ß9611

Alle deloppgaver teller likt i vurderingen av besvarelsen.

FAUSKE KOMMUNE INNSTILLING: Sammendrag: TIL KOMMNE. II Sak nr.: 097/12 I DRIFTSUTVALG REFERATSAKER I PERIODEN SAKSPAPIR. orientering.

Seminaroppgaver for uke 13

NÆRINGSSTRUKTUR OG INTERNASJONAL HANDEL

Fleksibelt arbeidsliv. Befolkningsundersøkelse utført for Manpower September 2015

Geometriske operasjoner

Tema for forelesningen var Carnot-sykel (Carnot-maskin) og entropibegrepet.

4 Energibalanse. TKT4124 Mekanikk 3, høst Energibalanse

Transkript:

orges teknsk-naturvtenskapelge unverstet Insttutt for matematske fag TMA4265 Stokastske prosesser Våren 2004 Løsnngsforslag - Øvng 6 Oppgaver fra læreboka 4.56 X n Antallet hvte baller urna Trekk tlf. ball og med sans p Erstatt med en hvt -p Erstatt med en svart Fgur : baller totalt a Sannsynlghetsfordelngen tl neste tlstand er fullt t bestemt av antallet hvte baller nåværende tlstand: P r {X n a n X 0 a 0,..., X n a n } P r {X n X n a n } 6. januar 2004 Sde

b Markovkjeden er rekurrent og aperodsk c d 2 P 0. P kk k n p + k P k,k k ( p n P k,k+ k (p n ( p p p 0 p ( p + ( p p...... P p p 0 2 ( p 2 2 p 0 p p Andel td hver tlstand Grensefordelng Stasjonærfordelng ( p p Π 0 Π 0 ( p + Π ( p 2 Π Π 0 p + Π 2 + Π 2( p Π 0 Π + Π 2 Det gr Π 0 ( p 2 Π 2p( p Π 2 p 2 6. januar 2004 Sde 2

e år tden vl hver ball med sannsynlghet P være hvt og sannsynlghet ( P være svart, uavhengg av hverandre. Med baller totalt gr dette bnomsk fordelng: ( Π k P k ( P k k f Kontrollerer at stasjonærfordelngsbetngelsene holder g Defnerer Har at 2 Π k k0 OK Π P k Π k P k,k + Π k P k,k + Π k+ P k+,k 0 ( k ( + k ( + k + p k ( p (k (k p ( k p k ( p k p + k p k+ ( p (k+ (k... ( p ( p [ k ( p + k p + k ( p + k ] ( p k Π k T mn { n : X n } P µ E [ T X 0 ] T ( der T j antall steg for å gå fra j tl j+ geometr. j Dermed blr j T j j, T 0 p k ( p k E[T X 0 ] j j E[T X 0 0] + E[T ] j j j j j 6. januar 2004 Sde 3

Eks. Ma 02, oppg a 0 0.8 0. 0.6 0.2 0.3 0.2 2 0.8 Fgur 2: odeskjema over markovkjeden P {X 2 2 X 0 2} P 2 P 2 + P 22 P 22 0.2 0.3 + 0.8 0.8 0.7 P {X 2, X 2 2, X 3 2, X 4 2 X 0 2} P 2 [ P P P 2 + P P 0 P 02 + P 0 P 0 P 2 ] 0.2 [ 0.6 0.6 0.3 + 0.6 0. 0.2 + 0. 0.8 0.3 ] 0.8 [ 0.08 + 0.02 + 0.024 ] 0.0288 6. januar 2004 Sde 4

b Dersom v ser på overgangsmatrsen eller node-skjemaet, ser v at alle tlstandene kommunserer. Det vl altså s at alle tlstandene er samme ekvvalensklasse (0 2 0. Sden v har endelg mange tlstander, må mnst en tlstand være rekurrent. Vdere, sden v kun har en ekvvalensklasse, må alle tlstandene være rekurrente. Sden P > 0 må d(. V har kun en ekvvalensklasse, så då må d(0 d( d(2. Markovkjeden har en grensefordelng sden den er rredusbel (kun en ekvvalensklasse, postv rekurrent (rekurrent og endelg antall tlstander og aperodsk. π 0 0.π ( π 0.8π 0 + 0.6π + 0.2π 2 (2 π 2 0.2π 0 + 0.3π + 0.8π 2 (3 π 0 + π + π 2 (4 Løser v ( - (4, får v π 0 0.037, π 0.370, π 2 0.593 c La T mn{n > 0 : X n 0} For å fnne tykkelsen av en sone med ren/skfrg sandsten, må v fnne E[T X 0 0]. Dette ford X 0 0 defnerer slutten på en skfersone, mens X T 0 defnerer begynnelsen på en ny. V har at E[T X 0 0] E[T X 0 0], dermed trenger v å regne ut E[T X 0 0]. E[T X 0 0] E[T X 0 0, X ] P [X X 0 0] + E[T X 0 0, X 2] P [X 2 X 0 0] 0.8 (E[T X 0 ] + + 0.2 (E[T X 0 2] + 0.8 ν + 0.2 ν 2 +, der ν E[T X 0 ]. V har altså at ν 0 0.8 ν + 0.2 ν 2 +. (5 Tlsvarende utregnnger for ν og ν 2 gr oss følgende lgnnger ν 0. + 0.6( + ν + 0.3( + ν 2 + 0.6 ν + 0.3 ν 2 (6 ν 2 0.2( + ν + 0.8( + ν 2 + 0.2 ν + 0.8 ν 2 (7 6. januar 2004 Sde 5

Løser v (?? og (?? får v at og Ved å sette ν og ν 2 nn (?? får v ν 2 30 ν 25. ν 0 E[T X 0 0] + 0.8 25 + 0.2 30 27, som betyr at tykkelsen er E[T X 0 0] 27 26 d Algortme: Sett ntalverd X 0 o For, 2, 3,.... Trekk u U[0, ] 2. Dersom u < P X,0 sett X 0 3. Dersom P X,0 u < P X,0 + P X, sett X 4. Dersom u P X,0 + P X, sett X 2 Fra realsasjonen x 0, x, x 2,... fnner man først tykkelsen tl hvert av de smulerte lagene mellom skfer. Det vl s å fnne T, T 2, T 3,.... En realsasjon kan se f.eks. slk ut: 2 0 } {{ 2 2 0} 2}{{ 0} 2} 2{{ 0} } 2{{ 0} 2} {{ 2 2 0} T T 2 T 3 T 4 T 5 Et estmat av P {T d} vl då være gtt som: P {T d} der er antall smulerte lag, og I{ } er ndkatorfunksjonen. I{T d}, (8 En alternatv algortme kan vere å starte mange smulernger på X 0 0 og smulere kun fram tl neste skfer (altså neste X 0. Ved å ta vare på de T -ene man da får, kan man regne ut estmatet (??. Eks. Aug 0, oppg a Sannsynsfordelnga tl antal kuler urna neste tlstand er fullt ut bestemt av antal kuler urna noverande tlstand. Altså: P {X n a n X 0 a 0, X a,..., X n a n } P {X n a n X n a n } 6. januar 2004 Sde 6

b E markovkjede er rredusbel dersom den kun har e ekvvalensklasse, det vl see at alle tlstandane kommunserer med kvarandre. Det er tlfelle for markovkjeda denne oppgåva. Dersom markovkjeda er tlstand n ved tdspunkt t 0, kan den kun komme tlbake tl tlstanden n ved tdspunkta t 0 + 2, t 0 + 4, t 0 + 6,... Det betyr at alle tlstandane markovkjeda har perode 2. Den er altså kkje aperodsk. c Sdan alle tlstandane har perode 2, er det kun tlstandane og 3 som er tlgjengelge på 3 steg frå tlstand 0. V får dermed at: M P0j 3 M + M 2 M 3M 2 for j M 2 M M 2 M M M 2 3M+2 for j 3 M 2 0 ellers d Venstre sde: Høyre sde: ( M P,+ M!!(M! ( /M ( M P +, + M!!(M! M M (M!!(M! M! ( +!(M! + (M! M!(M! V ser at de to sdene er lke. For at en markovkjede skal være tdsreversbel, må lkheten π P j π j P j for alle, j gjelde. La (x 0, x,..., x M være postve slk at π x k0 x k for alle Da vl kravet om reversbltet bl redusert tl π P j π j P j x k0 x k P j for alle, j x j k0 x k P j x P j x j P j for alle, j I vårt tlfelle er det nok at x P,+ x + P +, for alle (9 sden P j 0 ellers. V ser at x ( M oppfyller lgnng (??. 6. januar 2004 Sde 7

e P.g.a. tdsreversbltet må v ha π x k0 x k ( M ( M k0 k ( M 2 M dvs bnomsk(m, /2 fordelng. Intutv tolknng: Etter et stort antall treknnger vl hver kule med sannsynlghet /2 være en av de to urnene, uavhengg av hverandre. f Iflg. vnk ser v først på m n+ E(X n+ X 0 M E(X n+ X 0, X n jp (X n j X 0 j0 M E(X n+ X n jp (X n j X 0 j0 M [(j j M + (j + ( j M ]P n j0 M [ + ( 2 M j]p n j0 + ( 2 M E(X n X 0 j j + ( 2 M mn Løser ved hjelp av rekursjon. For n 0: m 0 M 2 + ( 2 M 0 ( M 2 M 2 + ( M 2, (0 som stemmer med det v forventer. Antar nå at formelen gjelder for n. Skal vse at den også gjelder for n +. m n+ + ( 2 M mn + ( 2 M M 2 + ( 2 M n ( M 2 + ( M 2 + ( 2 M n+ ( M 2 M 2 + ( 2 M n+ ( M 2 6. januar 2004 Sde 8