UFPE, 2002, 1 sem. André Toom. ET-323. Processos estocásticos I. Página 1 Prova 2. versão 1 Problema 1. Uma mil de passas de uva foram misturadas com dez kilos de massa. Apos disto esta mistura foi dividida em cem partes iguais, daqueles paozinhos foram cozidos. Denotamos X o número de passas num paozinho escolhido ao acaso. a) Escrever a formula exata de P (X = n) . (10 pontos). b) Escrever a aproximação de Poisson desta probabilidade. (10 pontos). c) O que é o valor de E(X) na formula exata e no aproximação ? (10 pontos). Problema 2. V.a. X toma só valores inteiros e para cado inteiro n 6= 0 P (X = n) = (1/5)|n| . a) O que é o valor de P (X = 0) ? (10 pontos). b) Escrever e simplificar sua função geratriz de momentos ψ(t) = E etX . (10 pontos). c) Para qual valores de t esta função geratriz de momentos é definida ? (10 pontos). Problema 3. Consideramos a matriz M = 2/3 1/3 1/3 2/3 . a) Achar todos seus auto-valores e correspondentes auto-vetores. (10 pontos). b) Calcular M t · (1, 0) . (10 pontos). UFPE, 2002, 1 sem. André Toom. ET-323. Processos estocásticos I. Página 2 Prova 2. versão 1 Problema 4. Consideramos a equação z 3 + z 2 + z + 1 = 0. Achar todas raizes complexas desta equação e mostrar elas no plano complexo. (10 pontos). Problema 5. Uma particula faz passeio aleatório na reta discreta ZZ em tempo discreto t = 0, 1, 2, 3, . . . . Quando t = 0 , a particula está no ponto zero. No cado passo de tempo a particula, qual está no ponto s ∈ ZZ , ou fica no mesmo ponto com probabilidade 1/2 , ou muda no ponto s − 1 ou s + 1 com probabilidades 1/6 e 1/3 respectivamente independentemente das todas mudancas passadas. Denotamos Xt a posição desta particula no tempo t . a) Qual são valores minimal e maximal de Xt e com quais probabilidades Xt toma estes valores? (10 pontos). b) O que são valores de E(Xt ) e E(Xt /t) ? (10 pontos). c) O que são valores de V ar(Xt ) e V ar(Xt /t) ? (10 pontos). Achar os limites d) lim P (Xt /t < 0). t→∞ (10 pontos). e) lim P (0, 16 < Xt /t < 0, 17). (10 pontos). f ) lim P (Xt /t < 1/6). (10 pontos). t→∞ t→∞ NB: Todas respostas devem ser provadas. V.a. significa variável aleatória, ZZ o conjunto dos números inteiros, P probabilidade, E esperança. eit = cos t + i sen t . UFPE, 2002, 1 sem. André Toom. ET-323. Processos estocásticos I. Página 1 Prova 2. versão 2 Problema 1. Uma mil de nozes foram misturadas com dez kilos de massa. Apos disto esta mistura foi dividida em cem partes iguais, daqueles paozinhos foram cozidos. Denotamos X o número de nozes num paozinho escolhido ao acaso. a) Escrever a formula exata de P (X = n) . (10 pontos). b) Escrever a aproximação de Poisson desta probabilidade. (10 pontos). c) O que é o valor de E(X) na formula exata e no aproximação ? (10 pontos). Problema 2. V.a. X toma só valores inteiros e para cado inteiro n 6= 0 P (X = n) = (1/7)|n| . a) O que é o valor de P (X = 0) ? (10 pontos). b) Escrever e simplificar sua função geratriz de momentos ψ(t) = E etX . (10 pontos). c) Para qual valores de t esta função geratriz de momentos é definida ? (10 pontos). Problema 3. Consideramos a matriz M = 3/4 1/4 1/4 3/4 . a) Achar todos seus auto-valores e correspondentes auto-vetores. (10 pontos). b) Calcular M t · (1, 0) . (10 pontos). UFPE, 2002, 1 sem. André Toom. ET-323. Processos estocásticos I. Página 2 Prova 2. versão 2 Problema 4. Consideramos a equação z 3 − z 2 + z − 1 = 0. Achar todas raizes complexas desta equação e mostrar elas no plano complexo. (10 pontos). Problema 5. Uma particula faz passeio aleatório na reta discreta ZZ em tempo discreto t = 0, 1, 2, 3, . . . . Quando t = 0 , a particula está no ponto zero. No cado passo de tempo a particula, qual está no ponto s ∈ ZZ , ou fica no mesmo ponto com probabilidade 1/2 , ou muda no ponto s − 1 ou s + 1 com probabilidades 1/3 e 1/6 respectivamente independentemente das todas mudancas passadas. Denotamos Xt a posição desta particula no tempo t . a) Qual são valores minimal e maximal de Xt e com quais probabilidades Xt toma estes valores? (10 pontos). b) O que são valores de E(Xt ) e E(Xt /t) ? (10 pontos). c) O que são valores de V ar(Xt ) e V ar(Xt /t) ? (10 pontos). Achar os limites d) lim P (Xt /t > 0). t→∞ e) lim P (−0, 17 < Xt /t < −0, 16). t→∞ f ) lim P (Xt /t > −1/6). t→∞ (10 pontos). (10 pontos). (10 pontos). NB: Todas respostas devem ser provadas. V.a. significa variável aleatória, ZZ o conjunto dos números inteiros, P probabilidade, E esperança. eit = cos t + i sen t .