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名古屋大学 情報学研究科 情報システム学専攻・知能システム学専攻 2017年8月実施 確率・統計

Author

Miyake

Description

Kai

[1]

10分間でその事象が発生する確率の確率分布は、平均5のポアソン分布である。 よって、3回発生する確率は、

\[ \begin{aligned} \frac{5^3 e^{-5}}{3!} &\approx 0.14 \end{aligned} \]

である。

[2]

[3]

(1)

求めるモーメント母関数 \(M_X(t)\) は、

\[ \begin{aligned} M_X(t) &= E \left[ e^{tX} \right] \\ &= \frac{1}{\sqrt{2 \pi} \sigma} \int_{- \infty}^\infty e^{tx} e^{- \frac{(x - \mu)^2}{2 \sigma^2}} dx \\ &= \frac{1}{\sqrt{2 \pi} \sigma} \int_{- \infty}^\infty e^{ - \frac{x^2 - 2 ( \mu + \sigma^2 t ) x + \mu^2}{2 \sigma^2}} dx \\ &= e^{\mu t + \frac{\sigma^2 t^2}{2}} \cdot \frac{1}{\sqrt{2 \pi} \sigma} \int_{- \infty}^\infty e^{- \frac{(x - (\mu + \sigma^2 t))^2}{2 \sigma^2}} dx \\ &= e^{\mu t + \frac{\sigma^2 t^2}{2}} \end{aligned} \]

となる。

(2)

求めるモーメント母関数 \(M_Z(t)\) は、

\[ \begin{aligned} M_Z(t) &= E \left[ e^{tZ} \right] \\ &= E \left[ e^{t(X+Y)} \right] \\ &= E \left[ e^{tX} \right] E \left[ e^{tY} \right] \\ &= e^{\mu t + \frac{\sigma^2 t^2}{2}} \cdot e^{\mu t + \frac{\sigma^2 t^2}{2}} \\ &= e^{2 \mu t + \sigma^2 t^2} \end{aligned} \]

となる。 したがって、 \(Z\) は正規分布 \(N(2 \mu, 2 \sigma^2)\) に従うことがわかる。