今天正式开始了对随机过程的学习,很懵,所以需要先复习一下概率论数理统计的知识,才能进一步理解随机过程的一些概念和推导过程。

概率论

概率论就是研究随机现象的统计规律性的数学学科。
接下来需要确定几个基本概念:

随机试验

1.在相同的实验条件下可以重复进行;
2.每次实验的结果具有多种可能性,并且在实验开始前可以确定实验的所有可能结果(也就是样本点);
3.每次实验前不能准确预测实验后会出现哪种结果;

随机事件

在随机实验中,可能出现也可能不出现,但是在大量的重复实验中具有某种规律性的事件。

样本点

随机实验中每一个可能出现的实验结果称为一个实验的样本点。记作: ω i ( i = 1 , 2 , . . . ) \omega_{i}(i=1,2,...) ωi(i=1,2,...)

样本空间

全部样本点组成的集合称为这个实验的样本空间,记作: Ω \Omega Ω
Ω = { ω 1 , ω 2 , . . . ω n , . . . } \Omega=\left \{ \omega_{1},\omega_{2},...\omega_{n},...\right \} Ω={ω1,ω2,...ωn,...}

在随机过程中,随机事件是样本空间的一个子集

随机变量

用数值来表示实验的结果,即样本空间数量化。

随机变量的的分布函数

X X X为随机试验的一个随机变量,称定义域为 ( − ∞ , ∞ ) (-\infty,\infty) (,),函数值在 [ 0 , 1 ] \left [ 0,1 \right ] [0,1]上的实值函数:
F ( x ) = P ( X ≤ x ) ( − ∞ < x < ∞ ) F(x)=P(X\leq x) (-\infty<x<\infty) F(x)=P(Xx)(<x<)
称为随机变量的分布函数。

随机过程-第一节
随机变量分为离散型随机变量和连续型随机变量:

  • 离散型随机变量用公式法和表格法来表示
  • 连续型随机变量用概率密度函数来表示

随机过程-第一节

随机过程-第一节
随机过程-第一节
随机过程-第一节
随机过程-第一节
概率论是数理统计的基础,数理统计是概率论的应用,我们通过对以上概率论基本概念的复习,接下来开始我们随机过程的了解学习。

随机过程

在概率论中,我们研究了随机变量, n n n维随机变量。在极限定理中我们研究了无穷多个随机变量,但是只局限在他们之间相互独立的情形。将上述情形加以推广,即研究一族无穷多个、相互有关的随机变量,这就是随机过程

首先我们需要知道的是研究随机过程需要在一个概率空间来完成的

那什么是概率空间呐?

概率空间 ( Ω , Σ , P ) (\Omega,\Sigma,P) (Ω,Σ,P)

  • Ω \Omega Ω:样本空间
  • Σ \Sigma Σ:样本空间的一些子集的集合
  • p p p :度量关系,或者叫样本函数

对每个参数 t ∈ T , X ( t , ω ) t\in T,X(t,\omega) tT,X(t,ω)( ω \omega ω是关于t的函数)是一定义在概率空间 ( Ω , Σ , P ) (\Omega,\Sigma,P) (Ω,Σ,P)上的随机变量

则称随机变量族 X t = { X ( t , ω ) ; t ∈ T } X_{t}=\left \{ X(t,\omega);t\in T \right \} Xt={X(t,ω);tT}为该概率空间 ( Ω , Σ , P ) (\Omega,\Sigma,P) (Ω,Σ,P)上的随机过程

随机过程一般记作 X ( t , ω ) , X t ( ω ) , X ( t ) X(t,\omega),X_{t}(\omega),X(t) X(t,ω),Xt(ω),X(t)
其中 T ⊂ R T\subset R TR,称为指标集参数集

参数T一般表示时间或空间

随机过程的状态空间

随机过程 X ( t ) , t ∈ T X(t),t\in T X(t),tT可能取值的全体所构成的集合称为此随机过程的状态空间,记作 S S S S S S中的元素称为状态

随机过程的分类

参数集 T T T有离散和连续之分

状态空间也有离散和连续之分

所以:

  • 离散参数离散型随机过程
  • 连续参数离散型随机过程 ( n , t ) (n,t) (n,t)
  • 连续参数连续型随机过程 ( 布 朗 运 动 ) (布朗运动) ()
  • 离散参数连续型随机过程 ( s , n ) (s,n) (s,n)

随机过程的统计特征概率特征有些区别

所以:

  • 独立增量过程
  • Markov过程
  • 二阶矩过程
  • 平稳过程
  • 更新过程
  • Poisson过程
  • 维纳过程

随机过程的数字特征

{ X ( t ) , t ∈ T } \left \{ X(t),t\in T\right \} {X(t),tT}是一随机过程,为了刻画他的随机特征,通常需要用到随机过程的数字特征,包括均值函数方差函数协方差函数相关函数

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