Pravděpodobnost a statistika: řešené příklady 2014 Tomáš Kroupa



Podobné dokumenty
Řešení: a) Označme f hustotu a F distribuční funkci náhodné veličiny X. Obdobně označme g hustotu a G distribuční funkci náhodné veličiny Y.

(a) = (a) = 0. x (a) > 0 a 2 ( pak funkce má v bodě a ostré lokální maximum, resp. ostré lokální minimum. Pokud je. x 2 (a) 2 y (a) f.

6. T e s t o v á n í h y p o t é z

PRAVDĚPODOBNOST A STATISTIKA OPAKOVÁNÍ, pro rozpoznávání

1. Alternativní rozdělení A(p) (Bernoulli) je diskrétní rozdělení, kdy. p(0) = P (X = 0) = 1 p, p(1) = P (X = 1) = p, 0 < p < 1.

STP022 PRAVDĚPODOBNOST A MATEMATICKÁ STATISTIKA

INŽENÝRSKÁ MATEMATIKA LOKÁLNÍ EXTRÉMY

1. Pravděpodobnost a statistika (MP leden 2010)

SPOLEHLIVOST KONSTRUKCÍ & TEORIE SPOLEHLIVOSTI část 2: Statistika a pravděpodobnost

Tvorba trendové funkce a extrapolace pro roční časové řady

Regresní a korelační analýza

EXPONENCIÁLNÍ A LOGARITMICKÁ FUNKCE

Domácí úkol DU01_2p MAT 4AE, 4AC, 4AI

Příklady k třetímu testu - Matlab

Nerovnice s absolutní hodnotou

Tématické celky { kontrolní otázky.

Funkce více proměnných

M - Rovnice - lineární a s absolutní hodnotou

9.2.5 Sčítání pravděpodobností I

Dualita v úlohách LP Ekonomická interpretace duální úlohy. Jiří Neubauer. Katedra ekonometrie FEM UO Brno

{ } Kombinace II. Předpoklady: =. Vypiš všechny dvoučlenné kombinace sestavené z těchto pěti prvků. Urči počet kombinací pomocí vzorce.

( ) Neúplné kvadratické rovnice. Předpoklady:

12. cvičení z PSI prosince (Test střední hodnoty dvou normálních rozdělení se stejným neznámým rozptylem)

Cvičení ze statistiky - 6. Filip Děchtěrenko

2. Je dáno jevové pole (Ω;A) a na něm nezáporná normovaná funkce. Definujte distrubuční funkci náhodného vektoru.

UŽITÍ DERIVACÍ, PRŮBĚH FUNKCE

Kvadratické rovnice pro učební obory

10. cvičení z PST. 5. prosince T = (n 1) S2 X. (n 1) s2 x σ 2 q χ 2 (n 1) (1 α 2 ). q χ 2 (n 1) 2. 2 x. (n 1) s. x = 1 6. x i = 457.

4. Výčtem prvků f: {[2,0],[3,1],[4,2],[5,3]}

Řešení: ( x = (1 + 2t, 2 5t, 2 + 3t, t); X = [1, 2, 2, 0] + t(2, 5, 3, 1), přímka v E 4 ; (1, 2, 2, 0), 0, 9 )

Kapitola 7: Integrál. 1/14

Testování statistických hypotéz. Ing. Michal Dorda, Ph.D. 1

Lokální a globální extrémy funkcí jedné reálné proměnné

Všechny možné dvojice ze čtyř možností, nezáleží na uspořádání m (všechny výsledky jsou rovnocenné), 6 prvků. m - 5 prvků

(Auto)korelační funkce Statistické vyhodnocování exp. dat M. Čada ~ cada

ALGEBRA LINEÁRNÍ, KVADRATICKÉ ROVNICE

3.2.4 Podobnost trojúhelníků II

15 s. Analytická geometrie lineárních útvarů

Funkce zadané implicitně

Diferenciální počet funkcí jedné proměnné

UNIVERSITA PALACKÉHO V OLOMOUCI PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA. KATEDRA MATEMATICKÉ ANALÝZY A APLIKACÍ MATEMATIKY školní rok 2009/2010 BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

Vztah mezi dvěma čísly, které se rovnají, se nazývá rovnost, jako například : ( 2) 3 = 8 4 = 2 ; 16 = 4 ; 1 = 1 a podobně. 2

1.1.1 Kvadratické rovnice (dosazení do vzorce) I

1 Průběh funkce. Pomůcka pro cvičení: 1. semestr Bc studia Průběh funkce - ruční výpočet

Modely diskrétní náhodné veličiny. Jiří Neubauer. Katedra ekonometrie, FVL, UO Brno kancelář 69a, tel

Přijímací zkouška na navazující magisterské studium 2017

FAKULTA STAVEBNÍ VUT V BRNĚ PŘIJÍMACÍ ŘÍZENÍ DO MNSP STAVEBNÍ INŽENÝRSTVÍ PRO AKADEMICKÝ ROK

Obsah. x y = 1 + x y = 3x y = 2(x2 x + 1) (x 1) x 3. y = x2 + 1 x y =

= musíme dát pozor na: jmenovatel 2a, zda je a = 0 výraz pod odmocninou, zda je > 0, < 0, = 0 (pak je jediný kořen)

2.8.9 Parametrické rovnice a nerovnice s absolutní hodnotou

2.7.2 Mocninné funkce se záporným celým mocnitelem

A NUMERICKÉ METODY. Matice derivací: ( ) ( ) Volím x 0 = 0, y 0 = -2.

Dopravní úloha. Jiří Neubauer. Katedra ekonometrie FEM UO Brno

KIV/ZI Základy informatiky. MS Excel maticové funkce a souhrny

Numerická integrace. 6. listopadu 2012

Kvadratické rovnice pro studijní obory

Číselné soustavy Ing. M. Kotlíková, Ing. A. Netrvalová Strana 1 (celkem 7) Číselné soustavy

KVADRATICKÉ ROVNICE A NEROVNICE (včetně řešení v C)

Úlohy 22. ročníku Mezinárodní fyzikální olympiády - Havana, Cuba

Definice z = f(x,y) vázané podmínkou g(x,y) = 0 jsou z geometrického hlediska lokálními extrémy prostorové křivky k, Obr Obr. 6.2.

Modelování pohotovosti systému metodou Monte Carlo Availability modeling by Monte Carlo method

FAKULTA STAVEBNÍ MATEMATIKA II MODUL 2 STUDIJNÍ OPORY PRO STUDIJNÍ PROGRAMY S KOMBINOVANOU FORMOU STUDIA

Hodnocení způsobilosti procesu. Řízení jakosti

M - Příprava na 2. zápočtový test pro třídu 2D

STEREOMETRIE. Vzdálenost bodu od přímky. Mgr. Jakub Němec. VY_32_INOVACE_M3r0113

Jakub Juránek Určete počet kvádru, jejichž velikosti hran jsou přirozená čísla nejvýše rovná deseti. Kolik je v tomto počtu krychlí?

8.1. Definice: Normální (Gaussovo) rozdělení N(µ, σ 2 ) s parametry µ a. ( ) ϕ(x) = 1. označovat písmenem U. Její hustota je pak.

15. T e s t o v á n í h y p o t é z

ax + b = 0, kde a, b R, přímky y = ax + b s osou x (jeden, nekonečně mnoho, žádný viz obr. 1.1 a, b, c). Obr. 1.1 a Obr. 1.1 b Obr. 1.

Pravděpodobnost a statistika

Drsná matematika IV 7. přednáška Jak na statistiku?

1 Rozptyl a kovariance

Poznámky k předmětu Aplikovaná statistika, 9.téma

Isingův model. H s J s s h s

X = x, y = h(x) Y = y. hodnotám x a jedné hodnotě y. Dostaneme tabulku hodnot pravděpodobnostní

15. T e s t o v á n í h y p o t é z

Některé zákony rozdělení pravděpodobnosti. 1. Binomické rozdělení

Teoretická rozdělení

PRAVDĚPODOBNOST A MATEMATICKÁ STATISTIKA I

Kvantové počítače algoritmy (RSA a faktorizace čísla)

1.3.1 Kruhový pohyb. Předpoklady: 1105

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Matematická analýza III.

13. cvičení z PSI ledna 2017

Vektory a matice. Matice a operace s nimi. Hodnost matice. Determinanty. . p.1/12

Téma 22. Ondřej Nývlt

19. Testy dobré shody

10. Polynomy a racionálně lomenné funkce

Lineární algebra. Vektorové prostory

5. T e s t o v á n í h y p o t é z

Rozptyl. Pozn.: rozptyl je nezávislý na posunu hustoty pravděpodobnosti na ose x, protože Var(X) mi určuje jen šířku rozdělení.

8. Normální rozdělení

Učební dokument FUNKCE. Vyšetřování průběhu funkce. Mgr. Petra MIHULOVÁ. 4.roč.

( ) Kreslení grafů funkcí metodou dělení definičního oboru I. Předpoklady: 2401, 2208

Pravděpodobnost a statistika

2.1. Pojem funkce a její vlastnosti. Reálná funkce f jedné reálné proměnné x je taková

65. ročník matematické olympiády Řešení úloh klauzurní části školního kola kategorie B

PREPRINT PRAVDĚPODOBNOST A NÁHODNÁ VELIČINA

AVDAT Klasický lineární model, metoda nejmenších

3. Ve zbylé množině hledat prvky, které ve srovnání nikdy nejsou napravo (nevedou do nich šipky). Dát do třetí

Transkript:

Tomáš Kroupa 1 Kombinatorika Náhodně vybereme 7-místné číslo Jaká je pravděpodobnost, že se v zápise čísla žádná cifra neopakuje? Pečlivě formulujte úlohu v Kolmogorovově modelu pravděpodobnosti Elementární jevy tvoří množinu Ω = {1 000 000,, 9 999 999} Množina možných jevů A je množina všech podmnožin A Ω Protože se jedná o náhodný výběr a všechna čísla z Ω mají stejnou šanci vybrání, pravděpodobnost spočteme jako P (A) = A Ω = A 9 10 6, A Ω Stačí tedy určit velikost množiny B všech 7-místných čísel s různými ciframi První cifru lze vybrat právě 9 způsoby (0 to být nemůže), zbylých 6 cifer pak můžeme vybrat právě 9 8 7 6 5 4 = 9! 3! způsoby Dostáváme tak P (B) = 9 9! 3! 9 10 6 = 9! 6 10 6 = 6048 10 = 006 Podmíněná pravděpodobnost V kapse máme dvě mince: symetrickou (rub i líc padá stejně často) a falešnou (na obou stranách rub) Náhodně vytáhneme jednu z nich a n- krát hodíme mincí, přičemž padne vždy rub Jaká je pravděpodobnost, že vybraná mince je falešná? Označme S jev byla vybrána symetrická mince a F jev byla vybrána symetrická mince, A n značí rub padnul n-krát v řadě Hledáme podmíněnou pravděpodobnost P (F A n ), kterou spočítáme pomocí Bayesova vzorce: P (F A n ) = P (A n F )P (F ) P (A n S)P (S) + P (A n F )P (F ) Apriorní pravděpodobnosti výběru mincí jsou zřejmě shodné: P (S) = P (F ) = 1 Strana 1 z 10

Dále Z toho plyne Přirozeně, P (A n F ) = 1 a P (A n S) = n P (F A n ) = 1 1 n + 1 lim P (F A n) = 1 n = n n + 1 3 Náhodná veličina X má rozdělení popsané hustotou pravděpodobnosti { xe x x 0, f X (x) = 0 x < 0 Stanovte její distribuční funkci, medián, modus a pravděpodobnost P [ < X 3] Zřejmě F X (x) = 0 pro x < 0 Pokud je x 0, platí F X (x) = x 0 x 0 te t dt = e y dy = e y dy = [ e y] 0 = 1 e x, 0 x x kde integrál řešíme substitucí y = t Medián určíme řešením rovnice F X (x) = 1, tedy hledáme x 0 splňující 1 = 1 e x Snadno nalezneme medián q X ( 1 ) = ln Modus je bodem maxima fx : derivace je f (x) = e x 4x e x = e x (1 x ), a proto je hodnota modu ˆx = 1 Nakonec, P [ < X 3] = P [X 3] = F X (3) = 1 e 9 4 Pravděpodobnost vypěstování zdravé rostliny ze semena je 04 Zasadíme 1 semen a předpokládáme, že jejich růst je nezávislý Náhodnou veličinou X je počet vypěstovaných zdravých rostlin Určete: (a) střední hodnotu a rozptyl, Strana z 10

(b) nejpravděpodobnější počet zdravých rostlin a pravděpodobnost takového počtu, (c) kolik je nutno zasadit semen, aby pravděpodobnost vypěstování zdravé rostliny nebyla menší než 099 Veličina X má zřejmě binomické rozdělení s parametry n = 1 a p = 04: ( ) 1 p X (x) = 04 x 06 1 x, x {0, 1,, 1} x Proto lze využít k řešení (a) známých vzorců: EX = np = 48 a DX = np(1 p) = 88 V úloze (b) hledáme modus, neboli ˆx {0, 1,, 1} takové, že platí p X (ˆx) p X (x), pro každé x {0, 1,, 1} Snadno se přesvědčíme, že ˆx / {0, 1} Nutnou podmínkou je tak splnění nerovností p X (ˆx) p X (ˆx 1) a p X (ˆx) p X (ˆx + 1) (1) Vzorec odvodíme pro obecné n a p Vztahy (1) vyjádříme po dosazení vzorce pro p X a vydělení jednou stranou takto: ˆx n ˆx + 1 1 p p 1 a n ˆx ˆx + 1 p 1 p 1 Řešením nerovnic určíme modus jako celé číslo ˆx z intervalu np + p 1, np + p V našem případě je ˆx 4, 5 a proto ˆx = 5 Zřejmě ( ) 1 p X (5) = 04 5 06 7 = 07 5 V poslední úloze (c) hledáme parametr n binomického rozdělení s parametrem p = 04 tak, aby platilo 1 p X (0) } {{ } 06 n 099 Stačí tedy vyřešit nerovnici 001 06 n Jejím řešením je libovolné n 901, a proto stanovíme nutný počet rostlin jako n = 10 5 Počet chyb ve dvou programových modulech je náhodný vektor (X, Y ), jehož sdružené rozdělení p XY je popsáno touto tabulkou: Strana 3 z 10

Určete: p XY (x, y) y = 0 y = 1 y = y = 3 x = 0 00 00 005 005 x = 1 00 010 010 010 (a) marginální rozdělení obou náhodných veličin X a Y, (b) pravděpodobnost, že první modul neobsahuje žádnou chybu, (c) zda jsou veličiny X a Y nezávislé, (d) rozdělení veličiny Z = X + Y, (e) korelační koeficient ρ(x, Y ) Úlohu (a) vyřešíme snadno, neboť p X (x) = 3 y=0 p XY (x, y) a analogicky pro p Y Dostaneme tak tabulku p XY (x, y) y = 0 y = 1 y = y = 3 p X (x) x = 0 00 00 005 005 050 x = 1 00 010 010 010 050 p Y (y) 040 030 015 015 Řešením (b) je p X (0) = 050 V části (c) stačí ověřit, zda platí rovnost p XY (x, y) = p X (x)p Y (y) pro všechna možná x a y Ovšem to není pravda, neboť např 00 = p XY (0, 1) p X (0)p Y (1) = 015, a proto nejsou X a Y nezávislé V (d) hledáme rozdělení popsané pravděpodobnostní funkcí p Z (z) = x,y z=x+y p XY (x, y), z = 0,, 4 Zřejmě p Z (0) = p XY (0, 0) = 00 a p Z (1) = p XY (1, 0) + p XY (0, 1) = 040 Podobně dostaneme p Z () = p Z (3) = 015 a p Z (4) = 010 K výpočtu (e) použijeme vztah Platí ρ(x, Y ) = cov(x, Y ) σ X σ Y E(XY ) = x,y = E(XY ) EX EY σ X σ Y xy p XY (x, y) = (1 + + 3) 010 = 06 a EX = 05, EY = 105 Tedy cov(x, Y ) = 0075, což nám znovu potvrzuje, že veličiny nejsou nezávislé Dále σ X = E(X ) (EX) = 05 05 = 05 a σ Y = 1071 Strana 4 z 10

Dostaneme ρ(x, Y ) = 0075 05 1071 = 014 6 Systém se skládá ze 3 nezávisle fungujících komponent Každá z nich má životnost X i popsanou exponenciálním rozdělením se střední hodnotou τ i = 1, kde i = 1,, 3 Celý i systém je funkční, jen pokud fungují alespoň komponenty Určete funkci spolehlivosti R X := 1 F X, kde X je životnost systému a F X je distribuční funkce životnosti Díky předpokladu platí F Xi (x) = 1 e ix, pro x 0 a i = 1,, 3 Hledáme R X (x) = 1 F X (x) = P [X > x] Označme si jevy popisující funkčnost jednotlivých komponent: A i = [X i > x] Hledanou funkci R X (x) pak spočítáme takto (využijeme princip inkluze a exkluze spolu s předpokladem nezávislosti jevů A 1, A a A 3 ): P ((A 1 A ) (A 1 A 3 ) (A A 3 )) = P ((A 1 A )) + P ((A 1 A 3 )) + P ((A A 3 )) 3P (A 1 A A 3 ) + P (A 1 A A 3 ) = P (A 1 )P (A ) + P (A 1 )P (A 3 ) + P (A )P (A 3 ) P (A 1 )P (A )P (A 3 ) Jelikož P (A i ) = P [X i > x] = 1 F Xi (x) = e ix, po roznásobení dostaneme R X (x) = e 3x + e 4x + e 5x e 6x 7 Kniha má 500 stran Pravděpodobnost tiskové chyby na 1 stránce je p = 10 3 Výskyty chyb na jednotlivých stránkách považujeme za nezávislé, celkový počet chyb v knize označme jako X Za těchto předpokladů určete přesně rozdělení veličiny X a pravdpěpodobnost P [X < ] Stejnou pravděpodobnost aproximujte pomocí Poissonova a normálního rozdělení Veličina X má binomické rozdělení s parametry n = 500 a p = 10 3 Proto platí P [X < ] = P [X = 0] + P [X = 1] = 0998 500 + 500 10 3 0998 499 = 0735959 Jelikož n je velké a p je relativně malé, lze rozdělení X aproximovat Poissonovým rozdělením s parametrem λ = np = 1 Proto můžeme psát P [X < ] e 1 = 0735759 Strana 5 z 10

Konečně, využijeme Moivre-Laplaceovu limitní větu, podle níž má veličina přibližně rozdělení N(0, 1) Proto X 1 0998 P [X < ] P [ X 1 0998 < 1 0998 ] = Φ(1) = 08413 8 Při detekci neautorizovaného přístupu k počítači se měří doba mezi stisknutím kláves při zadávání hesla Byly naměřeny tyto doby v sekundách: 046 038 031 04 00 031 034 04 009 018 046 01 Stanovte 90% interval spolehlivost pro střední dobu stisku kláves a uveďte použité předpoklady Předpoklad: data pocházejí z normálního rozdělení N(µ, σ ) Hledáme tedy intervalový odhad střední hodnoty µ při neznámém rozptylu σ Ten vypadá takto: X n S n q t(n 1) (1 α ), X n + S n q t(n 1) (1 α ), přičemž rozsah výběru je n = 1, spolehlivost 1 α = 09 Z dat dopočteme výběrový průměr a výběrovou směrodatnou odchylku: X n = 03, S = 01183 Hodnota kvantilu Studentova rozdělení je q t(11) (095) = 1796 Získáme tak interval 03 ± 00613 = 0387, 03613 9 Na základě náhodného výběru X 1,, X n odhadněte parametr ϑ > 0 rovnoměrného rozdělení na intervalu ϑ, ϑ pomocí metody momentů Pokud má veličina X rovnoměrné rozdělení na intervalu ϑ, ϑ, potom EX = 1 (ϑ ϑ) = 0 Strana 6 z 10

a proto nelze využít k odhadu 1 obecný moment Zkusíme tedy spočítat obecný moment: ϑ E(X x ) = ϑ dx = 1 ( ) ϑ 3 ϑ 3 + ϑ3 = ϑ 3 3 Ten položíme roven výběrovému momentu n Xi i=1 n ϑ ϑ 3 = n i=1 X i n, a dostaneme tak rovnici jejímž řešením je odhad ˆϑ = 3 n n Xi i=1 10 Na základě náhodného výběru X 1,, X n odhadněte parametr ϑ > 0 rovnoměrného rozdělení na intervalu 0, ϑ pomocí metody maximální věrohodnosti a metody momentů Každá veličina X i má rovnoměrné rozdělení s hustotou { ϑ 1 x 0, ϑ, f Xi (x) = 0 jinak Pokud uvažujeme hodnoty setříděné podle velikosti tak, že X (1) X (n), potom dostaneme věrohodnostní funkci { ϑ n 0 < X (1) X (n) ϑ, L(ϑ) = 0 jinak Protože je L(ϑ) funkcí klesající v proměnné ϑ, maxima se nabývá pro pozorování s nejvyšší hodnotou: ˆϑ ML = X (n) Proveďme odhad metodou momentů Platí EX = ϑ / a výběrový moment je X n = n i=1 X i Proto řešením rovnice n ϑ = X n dostáváme odhad ˆϑ = X n Strana 7 z 10

11 30 uživatelů testovalo notebooky na výdrž baterie při připojeném/odpojeném externím disku: 18 uživatelů bez připojeného disku pracovalo na baterii v průměru 53 h při směrodatné odchylce 14 h, zbylých 1 uživatelů mělo připojený disk a baterie jejich notebooku vydržela v průměru 48 h při směrodatné odchylce 16 h Použijte vhodný test na hladině α = 005 k rozhodnutí, zda připojení disku snižuje výkon baterie a uveďte použité předpoklady Použijeme dvouvýběrový test pro porovnání středních hodnot dvou normálních rozdělení Předpoklady: náhodné výběry X 1,, X 18 a Y 1,, Y 1 pocházejí z normálních rozdělení se stejným (neznámým) rozptylem a veličiny X 1,, X 18, Y 1,, Y 1 jsou navíc nezávislé Testujeme nulovou hypotézu µ X = µ Y na hladině významnosti α = 005 Použijeme testovou statistiku T = X Y S, 1/m + 1 /n kde m = 18, n = 1, X = 53, Y = 48 a (m 1)SX S = + (n 1)S Y m + n Po dosazení dostaneme realizaci testové statistiky t = 53 48 14818 1 /18 + 1 /1 = 09054 Tuto hodnotu porovnáme s kvantilem Studentova rozdělení q t(m+n ) (0975) = q t(8) (0975) = 05 Nelze zamítnout hypotézu, že výkony baterií jsou stejné při zapojeném i bez zapojeného externího disku Lze tedy tvrdit, že připojením disku se průměrná výdrž baterie nesníží 1 Klasifikujte stavy Markovova řetězce s pravděpodobnostmi přechodu 0 1 0 P = q 0 p 0 1 0 a určete stacionární rozdělení Strana 8 z 10

Zřejmě q = 1 p pro nějaké p 0, 1 Lze rozlišit 3 případy Je-li p = 0, potom jsou stavy 1 a trvalé, stav 3 je přechodný Pokud je p (0, 1), potom jsou všechny stavy trvalé a řetězec je tudíž nerozložitelný V případě p = 1 jsou stavy a 3 trvalé a stav 1 je přechodný Ve všech případech jsou trvalé stavy periodické s periodou Stacionární rozdělení p = (p 1, p, p 3 ) určíme řešením soustavy pp = p s dodatečnou podmínkou p 1 + p + p 3 = 1 a p 1, p, p 3 0 Snadno tak zjistíme, že pro libovolné p 0, 1 existuje pouze jedno stacionární rozdělení ( 1 p p =, 1, p ) Pro žádné p 0, 1 však není p rozdělením limitním díky periodicitě stavů: lim p ij(n) p j, i, j = 1,, 3 n 13 (Bernoulliho-Laplaceův model difúze) Uvažujme 3 bílé a 3 černé koule, které jsou náhodně rozmístěny do dvou nádob, přičemž každá nádoba obsahuje právě 3 koule Stav systému je určen počtem bílých koulí X n v první nádobě V každém kroku n náhodně vybereme kouli v první nádobě i v druhé nádobě a vzájemně je prohodíme Najděte matici přechodu takto zadaného markovského řetězce, klasifikujte jeho stavy a spočtěte stacionární rozdělení Stavy jsou z množiny {0, 1,, 3, 4} Protože jsou oba výběry nezávislé, dostáváme p 0i = { 1 i = 1, P = 0 i 1, 1 /9 i = 0, 4 /9 i = 1, p 1i = 4 /9 i =, 0 i = 3 Ostatní podmíněné pravděpodobnosti dopočteme podobně a dostaneme tak matici přechodu 0 1 0 0 1/9 4/9 4/9 0 0 4 /9 4 /9 1 /9 0 0 1 0 Tento řetězec má všechny stavy trvalé a ergodické, je tedy nerozložitelný aperiodický Strana 9 z 10

Proto existuje právě jedno stacionární rozdělení p R 4 a platí p lim n Pn = p p p Rozdělení p získáme řešením soustavy rovnic pp = p To je p = (005, 045, 045, 005) 14 Určete rychlost entropie markovského řetězce z příkladu 13 a stanovte maximální počet bitů, který uspoříme ve srovnání s bezpaměťovým zdrojem majícím stejnou množinu stavů Rychlost entropie stanovíme jako H((X n ) n N ) = H(X X 1 ) = 3 p i H(X X 1 = i) = 045 H( 1, 4, 4) 9 9 9 i=0 Jelikož H( 1 9, 4 9, 4 9 ) = 1 9 log 9 + 8 9 (log 9 log 4) = log 9 16 9, dostaneme H((X n ) n N ) = 9 10 log 9 8 5 = 15 Bezpaměťový zdroj nad stejnou množinou stavů může mít maximální rychlost entropie log 4 = bity Úspora tak činí až 075 na 1 znak generovaný markovským zdrojem Strana 10 z 10