示性函數

示性函數

"和Ω的分割Ak∈&poun這裡IA(.)表示集合A的示性函數。示性函數有多種含義,它可以指事件的示性函數,即事件發生與否與0,1兩值函數的對應關係。也可以指隨機過程的示性函數,即隨機過程的均值函數、方差函數、相關函數等。還可以指集合的示性函數,即集合的特徵函數。其中事件的示性函數也可以歸於集合的示性函數,二者都是與0,1二值函數相關的。

基本內容


設是完備的概率空間,Ω上的只取有限個值的隨機變數稱為簡單函數。如果存在實數ak,和Ω的分割,(即,且不為空集,,使得,則稱h為簡單可測函數。這裡表示集合A的示性函數。示性函數有時也叫做伯努利變數。對示性函數,,時;,w不時。

事件的


依事件出現與否應取1和0的函數。設A是—事件,則稱做“事件A的示性函數”。事件示性函數是一隨機變數,服從分佈。必然事件的示性函數恆為1,不可能事件的示性函數恆為0。
事件的關係和運算與示性函數的關係和運算一一對應。如若,則;若,則。此外,藉助示性函數,可以將事件的研究納入隨機變數的研究 。

集合的


集合的特徵函數(characteristic function of a set)亦稱集合的示性函數,與集合一一對應並反映其組成、運算和可測性等特性的簡單函數。可看做集合的函數表示法,該集合的元素由相應特徵函數取值1的點所確定。設X是全集,對任意集合,把函數稱為集合A的特徵函數或示性函數。

隨機過程的


示性函數
示性函數
為了描述一個隨機過程,必須知道它的有限維分佈函數族。然而在計算較高維數的分佈函數時,往往在計算上帶來很大的困難。因此,在實際應用中,通常是利用隨機過程的幾個主要特徵來描述。我們知道,在概率論中為了描述隨機變數,通常是用均值、方差和相關係數等示性數來描述。對於隨機過程,均值、方差及相關係數只不過是時間的函數而已。因此,我們通常稱之為均值函數、方差函數及相關函數,有時把這些函數叫做隨機過程的示性函數 。
均值函數定義1設為隨機過程,如果積分存在,則稱為該隨機過程的均值函數,有時簡記為。其中和分別為該隨機過程的一維分佈函數和一維密度函數。方差與標準偏差函數
定義2 設為隨機過程,如果積分存在,稱為該隨機過程的方差函數,有時簡記為。特別地,稱為隨機過程的標準偏差函數。
相關函數
定義3設為隨機過程,如果積分存在,則稱為該隨機過程的原點自相關函數。特別地,稱為二階原點矩函數。完全類似,稱為隨機過程和的原點互相關函數。
稱積分
為隨機過稱的中心自相關函數,完全類似,稱為隨機過程和的中心互相關函數。