4 votos

Cálculo de la expectativa condicional y del tiempo medio hasta el fracaso

Estaba leyendo un texto sobre la probabilidad en el que se afirma:

$$\operatorname{Ex}[C]=\sum_{i=1}^{\infty}i\cdot\Pr[C=i]=\sum_{i=0}^{\infty}\Pr[C>i]$$

Ahora suponiendo que hay un sistema que falla en cada paso con probabilidad $p$ . ¿Cuál es el tiempo esperado hasta el fallo? Lo han calculado utilizando la relación anterior.

Suponiendo que $C$ es la variable aleatoria que es igual al número de pasos hasta que se produce el primer fallo. Así, $\operatorname{Ex}[C]=\sum_{i=0}^{\infty}\Pr[C>i]=\sum_{i=0}^{\infty}(1-p)^i=\frac{1}{p}$ . He podido entender hasta aquí.

Ahora dicen que $\operatorname{Ex}[C|A]=1+\operatorname{Ex}[C]$ donde $A$ es el evento cuando el sistema no falla en el primer paso. Razonaron que el condicionamiento en $A$ equivale a dar un primer paso sin fracasar y volver a empezar sin condicionamientos. No soy capaz de entender cómo funciona este razonamiento. ¿Puede alguien ayudarme?

Además, cuando intento calcular $\operatorname{Ex}[C|A]$ , $\operatorname{Ex}[C|A]=1.\Pr[C=1|A]+2.\Pr[C=2|A]+3.\Pr[C=3|A]\dots$ .

Ahora $\Pr[C=1|A]=0$ como sabemos el sistema no falla en el primer paso. Así, $\operatorname{Ex}[C|A]=0+2.Pr[C=2|A]+3.\Pr[C=3|A]\dots$

Ahora $\Pr[C=i|A]$ para $i>1$ debe ser simplemente $\Pr[C=i]$ ya que si el sistema no falla en el primer paso, la probabilidad de fallar en el paso $i$ sigue siendo $p$ . Así, $\operatorname{Ex}[C|A]=0+2.\Pr[C=2]+3.\Pr[C=3]\dots$ que es igual a $\operatorname{Ex}[C]-1.\Pr[C=1]=\operatorname{Ex}[C]-p$ . ¿Alguien puede decirme en qué me equivoco?

3voto

jmayor Puntos 672

$\Pr[C=i|A]\neq\Pr[C=i]$ porque $\Pr[C=2|A]=p$ mientras que $\Pr[C=2]=(1-p)\cdot p$

Lo que tienes es $\Pr[C>i+1] = (1-p)\cdot\Pr[C>i]$ y $\Pr[C>1|A] = 1$

Así que por inducción: $\Pr[C>i+1|A] = \Pr[C>i]$

A partir de ahí :

$\operatorname{Ex}[C|A]=\Pr[C>0|A]+\Pr[C>1|A]+\Pr[C>2|A]\dots$ $\operatorname{Ex}[C|A]=1+\Pr[C>1|A]+\Pr[C>2|A]\dots$ $\operatorname{Ex}[C|A]=1+\Pr[C>0]+\Pr[C>1]\dots$

Por eso: $\operatorname{Ex}[C|A]=1+\operatorname{Ex}[C]$

0 votos

Le agradezco mucho su respuesta. Sin embargo, ¿por qué no incluyó $Pr[C>0|A]$ , que debería ser $1$ en el cálculo de $Ex[C|A]$ ?

0 votos

Y también sería muy útil que me explicaras su razonamiento de que "condicionar a A equivale a dar un primer paso sin fracasar y volver a empezar sin condicionar". Gracias.

0 votos

$\Pr[C=0] = 0$ así que $\Pr[C>0] = \Pr[C>0|A] = 1$ . Se me olvidó dos veces, estoy editando el post. "condicionar en A es equivalente a dar un primer paso sin fracasar y luego volver a empezar sin condicionar" viene de lo que he mostrado $\Pr[C>i+1|A] = \Pr[C>i]$

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X