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beweise zufallsvariabel

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Tags: Erwartungswert, test, Verteilungsfunktion, Wahrscheinlichkeitsmaß, Zufallsvariablen

 
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MathFanatiker

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13:28 Uhr, 13.04.2022

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Wir modellieren einen Münzwurf mit M=0,1 als Ergebnismenge, der σ-Algebra P(M)=
{∅,{0},{1},{0,1}}
als Ereignismenge und P(0)=P(1)=1
2 alsWahrscheinlichkeitsmaß.
Wir modellieren einen Würfel mit W={1,2,3,4,5,6} als Ergebnismenge, der σ-Algebra
P(W) als Ereignismenge und P(w)=1
6 für alle wW.
Machen Sie sich klar, dass damit
ein Wahrscheinlichkeitsmaß P eindeutig festgelegt ist.
Betrachten Sie die Abbildung : p:W->M , wobei p(w)=wmod2



Meine Antwort ist nein, da modulo nicht injektiv ist und für die Umkehrfunktion muss gelten dass sie injektiv sein muss ?

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich bräuchte bitte einen kompletten Lösungsweg." (setzt voraus, dass der Fragesteller alle seine Lösungsversuche zur Frage hinzufügt und sich aktiv an der Problemlösung beteiligt.)
Online-Nachhilfe in Mathematik
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HAL9000

HAL9000

13:55 Uhr, 13.04.2022

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> Meine Antwort ist nein,

Ich kann beim besten Willen in der vorgenannten Modellschilderung keine Frage entdecken, die mit "ja" oder "nein" zu beantworten wäre.

MathFanatiker

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14:06 Uhr, 13.04.2022

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Wir sollen beweisen dass p eine zufallsvariabel ist und aber Laut Definition der zufallsvariabel muss eine unkehrfunktion existieren aber tut es ja nicht in dem Falle ?
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HAL9000

HAL9000

14:19 Uhr, 13.04.2022

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Fürchterliches Durcheinander - ganz großer Mist ist schon mal, dass du zwei verschiedene W-Maße und zudem auch noch die Potenzmenge alle drei mit dem selben Symbol P bezeichnest, das ist gewissermaßen der Symbol-Supergau. :(
Und weil das noch nicht reicht, gibt es noch ein viertes p (diesmal wenigstens klein geschrieben) als Zufallsgröße. ;-)

Ich schildere es mal so, wie ich es jetzt verstehe: Du betrachtest als Wahrscheinlichkeits-Raum (W,A,P) mit Grundmenge W={1,2,3,4,5,6} und dessen Potenzmenge A, und darauf das Laplacesche Wahrscheinlichkeitsmaß P({w})=16 für alle wW. (Dieser W-Raum repräsentiert den Wurf mit einem ungezinkten Würfel.)

Nun hast du eine Zufallsgröße X:WM definiert durch X(w):=w mod 2. Ich nehme an, es soll nun nachgewiesen werden, dass die Verteilung der Zufallsgröße X jener einer ungezinkten Münze entspricht, wie du sie am Anfang (allerdings formatierungsmäßig verstümmelt) angegeben hast. D.h., es ist PX({m})=12 für mM nachzuweisen. Dabei ist PX(B):=P(X-1(B)) das zugehörige Bildmaß der Zufallsgröße X.


> aber Laut Definition der zufallsvariabel muss eine unkehrfunktion existieren

Unsinn. Anscheinend verwechselst du die Urbild-Abbildung X-1 mit einer Umkehrfunktion - letzteres ist hier gewiss NICHT gemeint. Die Urbild-Abbildung existiert hingegen IMMER. Und Fragen der Messbarkeit sind hier auch irrelevant, da die Sigma-Algebra A als Potenzmenge von W dafür sorgt, dass JEDE Abbildung von W in irgendeinen Bildraum messbar ist. ;-)
MathFanatiker

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16:13 Uhr, 13.04.2022

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So stand das auf dem Blatt, ich kann es dir gerne zeigen.

Wir haben eine andere Definition zu zufallsvariabel denke dass das auch wichtig ist zu wissen?
Antwort
HAL9000

HAL9000

16:42 Uhr, 13.04.2022

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Tja, ich weiß nicht was ich mit deiner Erwiderung anfangen soll. Wenn du dich gesammelt hast, und wirkliches Interesse am Inhalt hast, dann melde dich wieder.
MathFanatiker

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19:06 Uhr, 13.04.2022

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Die Aufgabenstellung ist richtig , nun sollen wir beweisen dass p also die Abbildung tatsächlich eine Zufallsvariable ist.

Wir müssen zeigen für p (klein p also)

f:XY mit AY gilt f-1(A):={xX:f(x)A}


MathFanatiker

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20:06 Uhr, 13.04.2022

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so ist meine lösung ?

lös
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HAL9000

HAL9000

08:51 Uhr, 14.04.2022

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Wenn es nur darum geht, dass p eine Zufallsgröße ist:

Dafür ist lediglich erforderlich, dass p hinsichtlich der zugrunde liegenden Sigmaalgebra A messbar ist, d.h. dass für jede Borelmenge B das Urbild p-1(B) in A liegt. Da im vorliegenden Fall A die Potenzmenge von W={1,2,3,4,5,6} ist, braucht man da gar nichts nachzuweisen: Denn das Urbild ist ja per Definition eine Teilmenge von W, und alle diese Teilmengen liegen selbstverständlich in dieser Potenzmenge A. Genau das hatte ich im letzten Satz meines vorletzten Beitrags schon mal ausgeführt. Man kann natürlich für das konkrete p hier ausführlich darlegen, dass die Urbilder Teilmengen von W sind und wie die konkret aussehen (so wie in deinem Scan), aber für den Nachweis der Messbarkeit allein ist das unnötig.


P.S.: Ich hatte angenommen, es soll die Münzwurfverteilung von p bewiesen werden - wozu sonst die ellenlange Einführung?

MathFanatiker

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10:23 Uhr, 14.04.2022

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Okay danke Aufjedendall
MathFanatiker

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15:38 Uhr, 20.04.2022

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Ich hätte eine kleine Nachfrage wenn du meinst für jede boerelmenge B!

Meinst du damit die echten Teilmengen wie {},{0} und {1} ?
Antwort
HAL9000

HAL9000

21:00 Uhr, 20.04.2022

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Ich hatte von der allgemeinen Definition der Messbarkeit einer reellen Zufallsgröße gesprochen. Da im vorliegenden Fall der Wertebereich von p nur {0,1} ist, gilt einfach

p-1(B)=p-1(B{0,1}),

und für dieses B{0,1} gibt es natürlich nur die vier Möglichkeiten {},{0},{1},{0,1}.

MathFanatiker

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00:41 Uhr, 21.04.2022

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Verstehe also alle teilmengen von dem Wertebereich ? Okay meine Frage ist dann wie saehe das Urbild aus bei p^-1({}) und p^-1({1,0}) und waeren sie dann auch nicht enthalten in A ?
Antwort
HAL9000

HAL9000

08:31 Uhr, 21.04.2022

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Es ist p-1({})={} sowie p-1({0,1})=W, beide sind trivialerweise in JEDER Sigma-Algebra über W enthalten.

> und waeren sie dann auch nicht enthalten in A ?

Ich habe schon zigmal oben erwähnt, dass in dem Fall, dass A die Potenzmenge von W ist einfache jede, wirklich JEDE Zufallsgröße p:W messbar ist, schlicht und einfach weil jedes Urbild eine Teilmenge von W ist und damit auch in diesem A enthalten sein MUSS.

Das scheint bei dir in einem Ohr reingegangen zu sein und beim anderen sofort wieder raus (wenn überhaupt)...

MathFanatiker

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12:54 Uhr, 21.04.2022

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Wir müssen also für jede Boerelmenge also alle Teilmengen von dem Wertebereich überprüfen, ob das Urbild in der Sigma-Algebra ist, und da unsere Sigmaalgebra die Potenzmenge ist, ist die Bedingung erfüllt und somit ist p eine Zufallsvariabel ?
so habe ich es verstanden jetzt ?
Antwort
HAL9000

HAL9000

13:08 Uhr, 21.04.2022

Antworten
So ist die Definition der Messbarkeit. Da das in den meisten Fällen aber ein ungeheurer Aufwand wäre, genügt es diesen Nachweis nur für alle Borelmengen eines Erzeugendensystems der Borel-Sigma-Algebra zu führen. Ein mögliches Erzeugendensystem ist die Menge der halboffenen Intervalle (-,t] für alle reellen t. (*)

Und noch einfacher wird es bei diskreten Zufallsgrößen mit demzufolge höchstens abzählbarer Wertemenge M (wie hier im vorliegenden Fall M={0,1}):

Da genügt es bereits p-1({m})A für alle mM nachzuweisen.

Obiges (*) ist also eher relevant für stetige Zufallsgrößen.
Frage beantwortet
MathFanatiker

MathFanatiker aktiv_icon

17:41 Uhr, 21.04.2022

Antworten
danke :-)