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Aufgabe:

Es seien \( A \) und \( B \) zwei unabhängige Zufallsvariablen, die beide stetig gleichverteilt sind auf \( [-1,1] \) Es sei nun \( X:=1.5 \cdot(\mathrm{A}-\mathrm{B}) \) und \( Y:=0.7 \cdot(\mathrm{A}+\mathrm{B}) \) Um zu zeigen, dass \( X \) und \( Y \) trotzdem nicht unabhängig sind, wähle zwei Zahlen \( x=0.7 \) und \( y=-1 \)

\( \begin{array}{l} P(X \leq x)=? ? \\ P(X \leq y)=? ? \end{array} \)


Problem/Ansatz:

Hallo!

Kann mir hier jemand bitte kurz weiterhelfen und mir erklären wie ich hier P(X <= x) genau berechnen kann...

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Stetige Zufallsvariablen besitzen i. d. R. eine Lebesgue-Dichte (Ausnahme z. B. ist die Cantor-Verteilung). Die Gleichverteilung auf \([-1,1]\) besitzt auf jeden Fall eine Dichte (#). Es gilt dann:$$\mathbb{P}(X\leq a)=\int \limits_{-1}^{a}f(x) \, \mathrm{d}x,$$ wobei die Dichte einfach \(f(x)=\frac{1}{2}\chi_{\{-1\leq x \leq 1\}}\) ist.

(#) Der Satz von Radon-Nikodým gibt Auskunft darüber, welche Maße mit Hilfe von Dichten dargestellt werden können. [Zusätzliche Bemerkung]

Avatar von 28 k

Habe ich tatsächlich schon mal probiert, und dann kommt bei mir bei

P(X <= 0.7) = \( \int\limits_{-1}^{0.7}\frac{1}{2}x = -0.1275 \)


allerdings sollte hier das Ergebnis folgendermaßen lauten:

P(X <= 0.7) = 0.125 = \( \frac{1}{8} \)

und ich verstehe hier nicht ganz wie man genau auf die 1/8 kommt... :/



Ein negativer Wert kann schon mal nicht rauskommen. Mit negativen Wahrscheinlichkeiten arbeiten zwar z. T. Physiker, aber das kann hier nicht sein. Beachte, dass die Zufallsvariablen \(X\) und \(Y\) nicht gleichverteilt sind. Es gilt hier:$$\mathbb{P}(X\leq 0.7)=\mathbb{P}(1.5(A-B)\leq 0.7)=P(A-B\leq 7/15)$$ Du kannst hier nun die Faltungsformel anwenden. (Schau z. B. bei Henze, S. 143, Stochastik - Eine Einführung mit Grundzügen der Maßtheorie)

Sind \( X_{1}, X_{2} \) unabhängige Zufallsvariablen mit den Dichten \( f_{X_{1}} \) bzw. \( f_{X_{2}} \), so gilt:
a) \( f_{X_{1}-X_{2}}(t)=\int \limits_{-\infty}^{\infty} f_{X_{1}}(t+s) f_{X_{2}}(s) \mathrm{d} s \)

Alternativ berechne:$$\iint \limits_{_{\{(x,y)\in [-1,1]^2 : x-y\leq 7/15\}}}f(x,y)\, \mathrm{d}(x,y),$$ wobei \(f(x,y)\) die gemeinsame Dichte ist, was im Falle der Unabhängigkeit einfach \(f(x,y)=f_X(x)\cdot f_Y(y)\) ist.

Das muss ich mir wohl noch etwas genauer anschauen, ansonsten vielen Dank für die Hilfe! :-)

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