[wiskunde] martingale

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Reageer
Berichten: 4.246

[wiskunde] martingale

Afbeelding

Als ik definieer
\( Z_n = \frac{X_n}{n+2}\)
met Xn het aantal witte ballen in stage n, hoe kan ik dan bewijzen dat dit martingale is?
Quitters never win and winners never quit.

Berichten: 7.068

Re: [wiskunde] martingale

De term martingale had ik nog nooit eerder gezien, dus ik ben bij het volgende uitgegaan van wat er in wiki staat. Volgens mij moet je bewijzen dat:
\(E[Z_{n+1} | Z_1 = z_1, Z_2 = z_2, \cdots, Z_n = z_n] = z_n\)
De hele rits Z's is leuk, maar alleen Z_n heeft natuurlijk invloed (die legt immers vast wat de verhouding is tussen de witte en zwarte ballen), dus:
\(E[Z_{n+1} | Z_n = z_n] = z_n\)
Voor de verhouding geldt:
\(z_n = \frac{x_n}{n+2}\)
De kans dat je een witte bal trekt, en dus een witte bal toevoegd, is \(z_n\). De kans dat je een zwarte bal trekt is \(1 - z_n\). De verwachtings waarde is dan dus:
\(E[Z_{n+1} | Z_n = z_n] = z_n \cdot (\frac{x_n + 1}{(n + 1)+2}) + (1 - z_n) \cdot (\frac{x_n}{(n + 1)+2})\)
\(= \frac{x_n}{n+2} \cdot (\frac{x_n + 1}{n + 3}) + \frac{n + 2 - x_n}{n+2} \cdot (\frac{x_n}{n + 3})\)
\(= \frac{x_n^2 + x_n}{(n+2)\cdot (n+3)} + \frac{(n + 2) x_n - x_n^2}{(n+2)\cdot (n+3)}\)
\(= \frac{(n + 3) x_n}{(n+2)\cdot (n+3)} = \frac{x_n}{n+2} = z_n\)
Klopt dus...

Berichten: 4.246

Re: [wiskunde] martingale

EvilBro schreef:De term martingale had ik nog nooit eerder gezien, dus ik ben bij het volgende uitgegaan van wat er in wiki staat. Volgens mij moet je bewijzen dat:
\(E[Z_{n+1} | Z_1 = z_1, Z_2 = z_2, \cdots, Z_n = z_n] = z_n\)
Klopt.
De kans dat je een witte bal trekt, en dus een witte bal toevoegd, is \(z_n\). De kans dat je een zwarte bal trekt is \(1 - z_n\). De verwachtings waarde is dan dus:
\(E[Z_{n+1} | Z_n = z_n] = z_n \cdot (\frac{x_n + 1}{(n + 1)+2}) + (1 - z_n) \cdot (\frac{x_n}{(n + 1)+2})\)
Hier zat het punt waar het fout ging bij mij: het is dus zo dat bij elke stage een bal wordt getrokken en wordt vervangen door twee ballen van dezelfde kleur. Maar waarom schrijven ze dat zo vaag op, evilbro? Je kan toch net zo goed zeggen dat je een kleur kiest en een bal van die kleur toevoegt. Ik vond de vraagstelling (zeer) verwarrend :D
\(= \frac{x_n}{n+2} \cdot (\frac{x_n + 1}{n + 3}) + \frac{n + 2 - x_n}{n+2} \cdot (\frac{x_n}{n + 3})\)
\(= \frac{x_n^2 + x_n}{(n+2)\cdot (n+3)} + \frac{(n + 2) x_n - x_n^2}{(n+2)\cdot (n+3)}\)
\(= \frac{(n + 3) x_n}{(n+2)\cdot (n+3)} = \frac{x_n}{n+2} = z_n\)
Klopt dus...
eclatant :D
Quitters never win and winners never quit.

Berichten: 4.246

Re: [wiskunde] martingale

Voor opgave b (die gewijzigd is door mijn docent) moet ik kijken naar de tijd T waarbij er voor het eerst een zwarte bal wordt getrokken.

Gegeven
\(E[Z_1]=E[Z_T] =\frac{1}{2}\)
volgt er:
\( E \left[ \frac{1}{T+2} \right] = \frac{1}{4} \)


Dit is wat ik heb:
\( E[Z_1]=E[Z_T] =\frac{1}{2} =E \left[ \frac{X_T}{T+2} \right] = E \left[ X_T \right] E \left[\frac{1}{T+2} \right] \)
Is wat hierboven staat een correct statistische uitspraak en zo ja heo bereken ik E[XT] ?
Quitters never win and winners never quit.

Berichten: 7.068

Re: [wiskunde] martingale

dirkwb schreef:Dit is wat ik heb:
\( E[Z_1]=E[Z_T] =\frac{1}{2} =E \left[ \frac{X_T}{T+2} \right] = E \left[ X_T \right] E \left[\frac{1}{T+2} \right] \)
Is wat hierboven staat een correct statistische uitspraak en zo ja heo bereken ik E[XT] ?
Ik heb zo mijn twijfels over wat je hierboven hebt opgeschreven. Ik heb wel een andere manier bedacht:
\(E\left[\frac{1}{T+2}\right] = \sum_{t = 1}^{\infty} P(T = t) \cdot \frac{1}{t + 2}\)
\(P(T = t) = \frac{1}{t \cdot (t + 1)}\)
\(E\left[\frac{1}{T+2}\right] = \sum_{t = 1}^{\infty} \frac{1}{t \cdot (t + 1) \cdot (t + 2)} = \sum_{t = 1}^{\infty} \frac{1}{(t+1)} \cdot (\frac{1}{t} - \frac{1}{t + 2}) \cdot \frac{1}{2} = \frac{1}{2} \cdot \sum_{t = 1}^{\infty} \frac{1}{t} \cdot \frac{1}{t+1} - \frac{1}{t+1} \cdot \frac{1}{t + 2}\)
\(= \frac{1}{2} \cdot \sum_{t = 1}^{\infty} \frac{1}{t} - \frac{1}{t + 1} - \frac{1}{t + 1} + \frac{1}{t+2} = \frac{1}{2} \cdot \sum_{t = 1}^{\infty} g(t) - g(t+1) = \frac{1}{2} \cdot \sum_{t = 1}^{\infty} g(t) - \frac{1}{2} \cdot \sum_{t = 1}^{\infty} g(t+1) = \frac{1}{2} \cdot \sum_{t = 1}^{\infty} g(t) - \frac{1}{2} \cdot \sum_{k = 2}^{\infty} g(k) = \frac{1}{2} \cdot g(1)\)
\(= \frac{1}{2} \cdot (\frac{1}{1} - \frac{1}{1+1}) = \frac{1}{4} \)
Hierbij heb ik \(g(t)\) even geintroduceerd om wat schrijfwerk te besparen.

Reageer