指数確率変数の条件付き期待


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ランダム変数(E [ X ] = 1X∼Exp(λ))E[X| X>x]はx+E[X]と等しくなければなりません。これは、メモリーレスプロパティによってX| X>Xは、のと同様であるXが、右にシフトし、X。E[X]=1λE[X|バツ>バツ]バツ+E[バツ]バツ|バツ>バツバツバツ

ただし、具体的な証拠を提供するためにメモリレスプロパティを使用するのに苦労しています。どんな助けも大歓迎です。

ありがとう。


ヒント: "だけ右にシフトに対応する数学的表現であり、したがって" E [ X | X > A ] = ∫ ∞ - ∞ X F X | X > a(x )fX|X>a(x)=fX(x−a)a次に、右側の積分で変数を変更します。
E[X∣X>a]=∫−∞∞xfX∣X>a(x)dx=∫−∞∞xfX(x−a)dx.
— ディリップサルワテ

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なお、 は、「x」より下で切り捨てられた切り捨てられた分布です。特に、シフトされた指数分布であり、シフトされた指数にはメモリレスプロパティがありません。X|X>xx
— 西暦

回答:


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…メモリレスプロパティにより、X|X>xの分布 | X > Xは、のと同様であるXが、右にシフトしx。

ましょうfX(t)の確率密度関数(PDF)を示すX。そして、何が正常な状態のための数学的な製剤は、−つまり、条件付きのPDF Xことを考えると{X>x}と同様である Xが、右シフトx −すなわちfX∣X>x(t)=fX(t−x)。したがって、E[X∣X>x]、期待値のXと仮定{X>x}であり、

E[X∣X>x]=∫−∞∞tfX∣X>x(t)dt=∫−∞∞tfX(t−x)dt=∫−∞∞(x+u)fX(u)duon substituting u=t−x=x+E[X].
私たちは、明示的に密度を使用していないことを注意X計算して、さらに統合する必要はありません明示的に我々は単にそれを覚えていれば(I)PDF下の領域である1と、(ii)Aの期待値の定義をpdfの観点からの連続ランダム変数。


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以下のために、イベントは、{ X > X }確率有するP { X > X } = 1 - F X(X )= E - λ X > 0。したがって、 E [ X ∣ X > x ] = E [ Xx>0{X>x}P{X>x}=1−FX(x)=e−λx>0

E[X∣X>x]=E[XI{X>x}]P{X>x},
E[XI{X>x}]=∫x∞tλe−λtdt=(∗)
(∗)=−λ∫x∞ddλ(e−λt)dt=−λddλ∫x∞e−λtdt
=−λddλ(1λ∫x∞λe−λtdt)=−λddλ(1λ(1−FX(x)))
=−λddλ(e−λxλ)=(1λ+x)e−λx,
which gives the desired result
E[X∣X>x]=1λ+x=E[X]+x.

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Although the use of Feynman's trick is interesting, why not just integrate by parts to get
∫x∞tλe−λtdt=−te−λt|x∞+∫x∞e−λtdt=(x+1λ)e−λx?
— Dilip Sarwate
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