第7講 確率過程・時系列解析

ランダムウォーク

次の確率変数 Xi (i=1,,t), Zt (t>0) を考える.

Xi={11
P(X=1)=12
P(X=1)=12
Zt=X1++Xt
このとき,
E[X]=1×12+(1)×12=0
E[X2]=12×12+(1)2×12=1
V[X]=E[X2](E[X])2=1
なので,
E[Zt]=E[X1]++E[Xt]=0
V[Zt]=V[X1]++V[Xt]=t
また,0<s<t とすると,
E[ZsZt]=E[Zs(Zs+ZtZs)]=E[Zs2]+E[Zs(ZtZs)]=V[Zs]+(E[Zs])2+E[Zs]E[ZtZs]=V[Zs]+(E[Zs])2+E[Zs]E[Zts]=s+02+0×0=s
Cov[Zs,Zt]=E[ZsZt]E[Zs]E[Zt]=s0×0=s
MZt(α)=E[eαZt]=E[eα(X1++Xt)]=E[eαX1]E[eαXt]=(E[eαX1])t=(eα×1×12+eα×(1)×12)t=(eα+eα2)t
t 回の試行のうち,t2+k2Xi=1 となれば,Zt=k となるので,
P(Xt=k)={tCt+k2(12)t(ktk, t+k=even)0(other)