Esercizio di Probabilità sul calcolo della PDF

Messaggioda EnryP97 » 18/04/2019, 23:13

Salve ragazzi,
sto studiando per l'esame di probabilità ed informazione e purtroppo sto avendo non poche difficoltà.
Senza perdermi in chiacchiere vi propongo il testo dell'esercizio:
Si consideri la variabile aleatoria di pdf (funzione di densità di probabilità) $f_{X}(x)=kx$ per $x in ]0,1[$, e $f_{X}(x)=0$ altrove.
$a)$ Determinare il valore della costante $k$.
$b)$ Considerata la variabile aleatoria $Y = -log(x)$ determinare la pdf di $Y$
$c)$ Calcolare la probabilità che $1/2<X<2$
$d)$ Calcolare la probabilità che $0<Y<1$

Per il primo punto il mio ragionamento è stato il seguente:
sapendo che la variabile aleatoria ha pdf non nulla solo nell'intervallo $]0,1[$, allora deve risultare che $\int_{0}^{1} f_{X}(x) dx = 1$ cioè che $\int_{0}^{1} kx dx = 1$ , e risolvendo l'integrale ottengo $k=2$.



Per quanto riguarda il secondo punto:
ho utilizzato per il calcolo della pdf di $Y$ la formula $f(y) = \sum_{i} f(x_{i})/|g'(x_{i})|$, dove $x_{i}$ sono le soluzioni di $y=g(x)$.
Allora ho risolto l'equazione $y=-log(x)$ ottenendo come risultato risolvendola rispetto ad $x$, $x = 1/e^y$
Poi ho calcolato la $g'(x)$ ottenendo $1/|x|$. Quindi la pdf di $Y$ è $f_{Y}(y)=e^yf_{X}(1/e^y)$. Ma per come è definita la pdf di $X$, per $y>0$ $f_{X}(x) = 2/e^y$ dunque la pdf di $Y$ dovrebbe essere $f_{Y}(y) = 2$. E qui mi sorge il primo dubbio: è possibile avere una pdf costante per ogni $y>0$? Difatti credo sia proprio questo risultato a darmi un risultato assurdo nell'ultimo punto del problema.


Terzo punto:
tale probabilità dovrei ottenerla risolvendo $\int_(1/2)^2f_{X}(x)dx$ cioè $\int_(1/2)^2 2xdx$. Ma siccome la variabile aleatoria $X$ ha pdf definita solo in $]0,1[$, allora mi sono limitato a calcolare l'integrale tra $1/2$ ed $1$ (altro dubbio), ottenendo come risultato $\int_(1/2)^1 2xdx = 3/4$

Quarto punto:
anche qui ho risolto come prima,cioè $\int_0^1f_{Y}(y)dy$ ovvero $\int_(0)^(1)2dy$ ottenendo come risultato $2$ e qui non ci sono dubbi di un errore.

Spero di non essermi dilungato troppo e soprattutto confido in un vostro aiuto :? Inizio già a ringraziare tutti voi! :smt023
EnryP97
Starting Member
Starting Member
 
Messaggio: 1 di 22
Iscritto il: 18/04/2019, 22:12

Re: Esercizio di Probabilità sul calcolo della PDF

Messaggioda tommik » 19/04/2019, 05:44

a) e c) ok anche se non serve l'integrale: la pdf è un triangolo e quindi basta la geometria delle scuole elementari.


b) Hai sbagliato la trasformazione di variabile. Devi dividere per $|g'(x)|=1/x$ .... tu l'hai scritto! Quindi ti viene

$f_Y(y)=2e^(-2y)mathbb{1}_((0;oo))(y)$


Che tra l'altro è una legge nota. Quale?

Ora puoi rivedere il punto restante

:smt039
tommik
Moderatore
Moderatore
 
Messaggio: 4736 di 11278
Iscritto il: 23/04/2015, 13:13
Località: Cassano Magnago

Re: Esercizio di Probabilità sul calcolo della PDF

Messaggioda EnryP97 » 19/04/2019, 08:34

Ciao, prima di tutto grazie per la risposta.
Riflettendoci un attimo ho capito che l'errore stava nel sostituire il tutto nella formula finale. Infatti ho:

- $f_{X}(e^-y) = 2e^-y$ per $y>0$

- $|g'(x_{i})|= 1/|e^-y|$ $rArr$ $e^y$

e quindi: $f_{Y}(y)=(2e^-y)/e^y$ $rArr$ $e^-y*2e^-y = 2e^-(2y)$

Ti dispiace spiegarmi la scrittura del tuo risultato?

La legge nota a cui invece ti riferisci è che la nostra $f_{Y}(y)$ è una variabile aleatoria esponenziale, giusto?
Ultima modifica di tommik il 19/04/2019, 08:47, modificato 1 volta in totale.
Motivazione: sistemati delimitatori formule
EnryP97
Starting Member
Starting Member
 
Messaggio: 2 di 22
Iscritto il: 18/04/2019, 22:12

Re: Esercizio di Probabilità sul calcolo della PDF

Messaggioda tommik » 19/04/2019, 08:50

ho usato la funzione indicatrice per il supporto. Se non ti piace ignorala. Puoi (meno semplicemente) scrivere

$f_Y(y)={{: ( 2e^(-2y) , ;y>0 ),( 0 , ;"altrove" ) :}$

sì, è un'esponenziale negativa di media $1/2$

che libro usi? per caso il Gelli?
tommik
Moderatore
Moderatore
 
Messaggio: 4737 di 11278
Iscritto il: 23/04/2015, 13:13
Località: Cassano Magnago

Re: Esercizio di Probabilità sul calcolo della PDF

Messaggioda EnryP97 » 19/04/2019, 09:01

Si esatto, sto usando il Gelli :lol:
EnryP97
Starting Member
Starting Member
 
Messaggio: 3 di 22
Iscritto il: 18/04/2019, 22:12

Re: Esercizio di Probabilità sul calcolo della PDF

Messaggioda tommik » 19/04/2019, 09:02

ottimo testo. In caso di ulteriori domande userò la stessa notazione del tuo libro ;)
tommik
Moderatore
Moderatore
 
Messaggio: 4738 di 11278
Iscritto il: 23/04/2015, 13:13
Località: Cassano Magnago

Re: Esercizio di Probabilità sul calcolo della PDF

Messaggioda EnryP97 » 19/04/2019, 09:25

Grazie mille, sei stato gentilissimo!
Per il momento con questo esercizio sto apposto, spero solo di non incontrare troppe difficoltà nei prossimi :roll:
In ogni modo saprò a chi rivolgermi, alla prossima! :smt023
EnryP97
Starting Member
Starting Member
 
Messaggio: 4 di 22
Iscritto il: 18/04/2019, 22:12


Torna a Statistica e probabilità

Chi c’è in linea

Visitano il forum: Nessuno e 1 ospite