CBMS-2015-11
题目来源:Question 11 日期:2024-08-01 题目主题:Math-概率论-概率生成函数
解题思路
这道题目主要涉及概率生成函数的性质和应用。我们需要:
- 证明概率生成函数的基本性质
- 推导独立同分布随机变量和的概率生成函数
- 使用条件期望和全期望公式推导复合随机变量的概率生成函数
- 应用概率生成函数的性质计算具体分布的期望
关键是要理解概率生成函数的定义和性质,以及如何利用这些性质来解决复杂的概率问题。
Solution
1. Proving basic properties of probability generating functions
(a) To show :
The last step follows from the fact that the sum of probabilities over all possible outcomes is 1.
(b) To show :
Evaluating at :
2. Probability generating function of sum of i.i.d. random variables
We need to show where .
3. Probability generating function of compound distribution
We need to show where .
Using the hint and the definition of probability generating function:
4. Calculating expectations for specific distribution
Given , , we need to calculate and .
First, let’s calculate :
Now, for , we can use the result from part 1(b) and part 3:
Therefore, .
知识点
难点思路
- 理解概率生成函数的定义和基本性质
- 利用独立性推导和的概率生成函数
- 使用条件期望和全期望公式推导复合随机变型的概率生成函数
- 应用概率生成函数的性质计算具体分布的期望
解题技巧和信息
- 概率生成函数的基本性质:
- (对于独立的 和 )
- 几何分布的概率生成函数:如果 ,则
- 利用全期望公式:
重点词汇
- Probability generating function: 概率生成函数
- Independent and identically distributed (i.i.d.): 独立同分布
- Compound distribution: 复合分布
- Conditional expectation: 条件期望
- Law of total expectation: 全期望公式
- Geometric distribution: 几何分布