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概率论大学习

题设

买饮料有若干种方案,每次购买有$p_i$的概率选择第$i$种方案,花$a_i$元买到$b_i$瓶饮料,$a_i \in \mathbb{Z}, b_i \in \mathbb{Z}, \operatorname{E}\left(a\right) < \infty, \operatorname{E}\left(b\right) < \infty, \sum p_i=1$。

1

问题

$\operatorname{E}\left(b\right) > 0, b_i \text{有上界}$

现在重复购买直到拥有至少$k$瓶饮料时停下,记最后总共花了$A$元,得到了$B$瓶饮料,求$\lim_{k \to \infty} \operatorname{E}\left(\frac{A}{B}\right)$。

解答

买饮料的过程是一个Renewal Process,记最后在第$N_k$轮结束时停止,第$i$轮花$A_i$元买到$B_i$瓶饮料。

考虑应用Fubini–Tonelli定理,

于是原式,

2

问题

$b_i > 0$

固定买$k$次停下,仍然求$\lim_{k \to \infty} \operatorname{E}\left(\frac{A}{B}\right)$。

解答

记$d=\frac{\operatorname{E}\left(a\right)}{\operatorname{E}\left(b\right)}, p(\epsilon_1, \epsilon_2)=\operatorname{P}\left(\overline{A}_k=\operatorname{E}\left(a\right)+\epsilon_1 \wedge \overline{B}_k=\operatorname{E}\left(b\right)+\epsilon_2\right)$。

考虑余项的绝对值,

于是,$\lim_{k \to \infty} \operatorname{E}\left(\frac{A}{B}\right)=d=\frac{\sum p_i a_i}{\sum p_i b_i}$。

3

问题

几乎同1,但不要求$b_i$有上界

解答

我也不知道

鸣谢

timetraveler314