设{N(t) t≥0}是强度为λ的泊松过程 定义随机过程Y(t)=N(t+L)-N(t) 其中常数L>0.试求Y(t)的均值函数和自相关

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设{N(t),t≥0}是强度为λ的泊松过程,定义随机过程Y(t)=N(t+L)-N(t),其中常数L>0.试求Y(t)的均值函数和自相关函数,并问Y(t)是否是平稳过程?

热搜:t分布是一条以0为中心左右对称的曲线

答案解析

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  • 因N(t)是强度为λ的泊松过程,所以N(t+L)-N(t)~π(λL),从而
       E[Y(t)]=E[N(t+L)-N(t)]=λL,
       RY(s,t)=E{[N(s+L)-N(s)][N(t+L)-N(t)]}
       =E[N(s+L)N(t+L)]+E[N(s)N(t)]
       -E[N(s+L)N(t)]-E[N(s)N(t+L)].
       因E[N(s)N(t)]=λ2st+λmin{s,t},s,t≥0,故
       RY(s,t)=λ2L2+λ[min{s+L,t+L}
       +min{s,t}-min{s+L,t}-min{s,t+L}].    (A)
       记t-s=τ,由RY(s,t)=RY(t,s),即知RY(s,t)关于s,t是对称的,故不妨暂时认为s≤t.于是上式右边得出结果。
       由s,t的对称性,知Y(t)是平稳过程。
       上述(A)式也可以由先求出Y(t)的协方差函数而获得,事实上
       CY(t,t+τ)=Cov[Y(t),Y(t+τ)]
       =Cov[N(t+L)-N(t),N(t+τ+L)-N(t+τ)]
       =Cov[N(t+L),N(t+τ+L)]-Cov[N(t),N(t+τ+L)]
       =Cov[N(t+L),N(t+r)]+Cov[N(t),N(t+τ)]
       =λmin{t+L,t+τ+L)-λmin{t,t+τ+L}
       -λmin{t+L,t+τ)+λmin{t,t+τ}.
       于是得到自相关函数。