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書記が数学やるだけ#796 ポアソン過程

    確率過程の例として,ポアソン過程の性質を計算していく。


    問題

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    説明

    ポアソン分布について復習:


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    ポアソン過程は,単位時間あたりの発生回数がポアソン分布となる確率過程である。

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    ポアソン過程は,回数から見るとポアソン分布,時間から見ると指数分布から構成されていると言える。

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    例えば,1分あたりに平均1人の客が来る店で,1分後に何人来るかの確率はλ=1のポアソン分布に従う。

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    一方で,次に客が来るまでの時間はλ=1の指数分布に従う。

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    λ=1のポアソン過程を以下に図示する。

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    解答

    単位時間あたり1人来る確率が単位時間×λ(到着率)である場合,Ntはポアソン過程であることを計算で確かめる。ここで,定常独立増分であることが重要になってくる。

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    ポアソン分布は,式だけ見るとよくわからない形をしているが,身近な事象によく当てはまる分布である。

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    ポアソン過程の期待値・分散・共分散を求める。ここで,NsとNtは独立でない点に注意。

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    いくつか計算練習,定常独立増分による式変形が重要。

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    ポアソン過程から指数分布の存在を示す。なお,単位時間あたりを拡張するとガンマ分布に従うことが言える。

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    本記事のもくじはこちら:


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