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WINSEM2015 16 CP1481 04 Jan 2016 RM01 Two Dim Random Variables

Jul 07, 2018

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Abhishek Balaji
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  • 8/18/2019 WINSEM2015 16 CP1481 04 Jan 2016 RM01 Two Dim Random Variables

    1/21

     

    Two Dimensional Random Variable / Random Vectors / Bivariate distribution:

    Let S be the sample space. Let )( s X  X     and )( sY Y    be two functions each

    assigning a real number to each outcome   S  s . Then ),(   Y  X  is called a two dimensionalrandom variable.

    Joint Probability mass function (or) Probability function   ),(   Y  X  :

    If ),(   Y  X    is a two-dimensional discrete random variable such that

    ij ji ji   p y x P  yY  x X  P      ),(),(   is called the joint probability function or joint

     probability mass function of ),(   Y  X   satisfying the following conditions:

    i) ,0ij p  for all i and j

    ii) 1  j i

    ij p  

    Marginal Probability Function of  X   andY  :

    i) 

    The marginal probability function of  X  is given by

    ......),(),()( 21     yY  x X  P  yY  x X  P  x X  P  iii  

    = ....21     ii   p p  

    =  j

    ij p  

    = i p  ii)  The marginal probability function of Y  is given by

    ......),(),()( 21     j j j   yY  x X  P  yY  x X  P  yY  P   

    = ....21     j j   p p  

    = i

    ij p  

    =  j p  

    Conditional Probability Function of  X  andY  :

    i)  The conditional probability function of  X  given j

     yY    is given by

     j

    ij

     j

     ji ji

     p

     p

     yY  P 

     yY  x X  P  yY  x X  P 

    }{

    },{}{  

    ii)  The conditional probability function of Y given i x X    is given by

    i

    ij

    i

     jii j

     p

     p

     x X  P 

     yY  x X  P  x X  yY  P 

    }{

    },{}{  

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    Note:

    The two R.V’s of  X  andY are said to be independent if

    )()(}{  ji ji   yY  P  x X  P  yY  x X  P     

    That is,  jiij   p p p    

    Joint Probability Density Function:

    If ),(   Y  X    is a two dimensional continuous R.V such that

    dxdy y x f  dy

     yY dy

     yand dx

     x X dx

     x P    ),(}2222

    {     then ),(   y x f     is

    called the joint probability density function and it satisfies the following conditions:

    i) 0),(    y x f   ,   x  

    ii)  

    1),(   dxdy y x f    

    Marginal probability density function of  X  andY  :

    i)  Marginal probability density function of  X  is given by

    dy y x f   x f   X    ),()(  

    ii)  Marginal probability density function of Y  is given by

    dx y x f   y f  Y    ),()(  

    Conditional density function of  X  andY  :

    i)  The conditional density of  X  given Y   is given by

    )(

    ),()(

     y f  

     y x f   y x f  

     

    ii)  The conditional probability function of Y   given  X   is given by

    )(

    ),()(

     x f  

     y x f   x y f  

     X 

     

    Cumulative distribution function:

    If ),(   Y  X   is a two dimensional R.V (discrete or continuous), then

    )(),(   yY and  x X  P  y x F     is called the cumulative distribution function of ),(   Y  X  .

    i)  In discrete case, i

    ij j

     p y x F    ),(  

    ii)  In continuous case, dydx y x f   y x F  x y

    ),(),(  

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     1.  The joint distribution of  X    and Y    is given by

    ,21

    ),(  y x

     y x f   

      3,2,1 x , 2,1 y . Find the marginal distributions.

    Solution:

    Given: ,21

    ),(  y x

     y x f   

      3,2,1 x , 2,1 y  

    X )( y P Y   

    Y

    1 2 3

    1212  

    213  

    214  

    219  

    2213  

    214  

    215  

    2112  

    )( x P  X   215  

    217  

    219   1

    Marginal distribution of X

    )1(    X  P   = )1,1( P   + )2,1( P   =212  +

    213  =

    215  

    )2(    X  P   = )1,2( P   + )2,2( P   =213 +

    214  =

    217  

    )3(    X  P   = )1,3( P   + )2,3( P   =214 +

    215  =

    219  

    Marginal distribution of Y

    )1(   Y  P   = )1,1( P   + )1,2( P   + )1,3( P  =212  +

    213  +

    214  =

    219  

    )2(   Y  P   = )2,1( P   + )2,2( P  + )2,3( P  = 213

    + 214

     + 215

     = 2112

     

    2.  For the bivariate distribution of ),(   Y  X    given below find )1(    X  P  ,

    )3(   Y  P  , )3,1(     Y  X  P  , )31(     Y  X  P  , )13(     X Y  P  .

    Y )( y P Y   

    X

    1 2 3 4 5 6

    1 0 0321  

    322  

    322  

    323  

    328  

    2161  

    161  

    81  

    81  

    81  

    81  

    1610  

    3321  

    321  

    641  

    641   0

    642  

    648  

    )( x P  X  

    323  

    323   1

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    4/21

     

    Solution:

    i) )1(    X  P  = P(X=0) + P(X=1) =328  +

    1610  =

    87  

     Now,

    )0(    X  P   = )1,0( P   + )2,0( P   + P(0,3) + P(0,4) + P(0,5) + P(0,6)

    = 0 + 0 +321  +

    322 +

    322 +

    323  

    =328  

    )1(    X  P   = )1,1( P   + )2,1( P   + P(1,3) + P(1,4) + P(1,5) + P(1,6)

    =161  +

    161  +

    81  +

    81  +

    81  

    =16

    10  

    ii) )3(   Y  P   = P(Y=1) + P(Y=2) + P(Y=3)

     Now,

    P(Y=1) = P(0,1) + P(1,1) +P(2,1) = 0 + 161 + 321  = 323  

    P(Y=2) = P(0,2) + P(1,2) + P(2,2) = 0 +161 +

    321  =

    323  

    P(Y=3) = P(0,3) + P(1,3) + P(2,3) =321 +

    81 +

    6411 =

    6423  

    iii) )3,1(     Y  X  P   =

    3

    1),0(

     j jY  X  P  +

    3

    1),1(

     j jY  X  P   

    = (0 + 0 +321 ) + (

    161 +

    161 +

    81 )

    =329  

    iv) )31(     Y  X  P   =)3()3,1(

    Y  P Y  X  P   =

    64/2332/9 =

    2318  

    v) )13(     X Y  P   =)1(

    )3,1(

     X  P 

    Y  X  P  =

    8/7

    32/9=

    28

    3.  The joint probability mass function of (X,Y) is given by

    )32(),(   y xk  y x p   ; ;2,1,0 x   3,2,1 y . Find all the marginal and

    conditional probability distributions.

    Solution: Given: )32(),(   y xk  y x p    

    Y )( y P Y   

    X

    1 2 3

    0 3k 6k 9k 18k

    1 5k 8k 11k 24k

    2 7k 10k 13k 30k

    )( x P  X    15k 24k 33k

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    Wkt,

    3

    1

    2

    01),(

     j i ji   y x p  

    ie) 15k + 24k + 33k = 1

    ie) 72k = 1

    Therefore,72

    1k   

    Marginal Probability Distribution of X:

    P(X = 0) = P(0,1) + P(0,2) + P(0,3) =72

    18 

    P(X =1) = P(1,1) + P(1,2) + P(1,3) =72

    24 

    P(X =2) = P(2,1) + P(2,2) + P(2,3) =72

    30 

    Marginal Probability Distribution of Y:

    P(Y = 1) = P(0,1) + P(1,1) + P(2,1) =72

    15 

    P(Y =2) = P(0,2) + P(1,2) + P(2,2) =72

    24 

    P(Y = 3) = P(0,3) + P(1,3) + P(2,3) =72

    33 

    Wkt, the conditional probability function of  X  given  j yY    is given by

     j

    ij

     j

     ji ji

     p

     p

     yY  P 

     yY  x X  P  yY  x X  P 

    }{

    },{}{  

    a) The conditional probability function of  X  given 1Y   is given by

    }1{

    }1,{}1{

    Y  P 

    Y  x X  P Y  x X  P    ii  

    i)5

    1

    15

    3

    }1{

    }1,0{}10{  

    Y  P 

    Y  X  P Y  X  P   

    ii)31

    155

    }1{}1,1{}11{  

    k k 

    Y  P Y  X  P Y  X  P   

    iii)15

    7

    15

    7

    }1{

    }1,2{}12{  

    Y  P 

    Y  X  P Y  X  P   

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    6/21

     

     b) The conditional probability function of  X  given 2Y   is given by

    }2{

    }2,{}2{

    Y  P 

    Y  x X  P Y  x X  P    ii  

    i) 4

    1

    24

    6

    }2{

    }2,0{

    }20{  

    Y  P 

    Y  X  P 

    Y  X  P   

    ii)3

    1

    24

    8

    }2{

    }2,1{}21{  

    Y  P 

    Y  X  P Y  X  P   

    iii)12

    5

    24

    10

    }2{

    }2,2{}22{  

    Y  P 

    Y  X  P Y  X  P   

    c) The conditional probability function of  X  given 3Y   is given by

    }3{

    }3,{}3{

    Y  P 

    Y  x X  P Y  x X  P    ii  

    i)339

    339

    }3{}3,0{}30{  

    k k 

    Y  P Y  X  P Y  X  P   

    ii)3

    1

    33

    11

    }3{

    }3,1{}31{  

    Y  P 

    Y  X  P Y  X  P   

    iii)33

    13

    33

    13

    }3{

    }3,2{}32{  

    Y  P 

    Y  X  P Y  X  P   

    The conditional probability function of Y given i x X    is given by

    i

    ij

    i

     jii j

     p

     p

     x X  P 

     yY  x X  P  x X  yY  P 

    }{

    },{}{  

    a) The conditional probability function of Y given 0 X   is given by

    }0{

    },0{}0{

     X  P 

     yY  X  P  X  yY  P 

      j j  

    i)6

    1

    18

    3

    }0{

    }1,0{}01{  

     X  P 

    Y  X  P  X Y  P   

    ii)3

    1

    18

    6

    }0{

    }2,0{}02{  

     X  P 

    Y  X  P  X Y  P   

    iii)2

    1

    18

    9

    }0{

    }3,0{}03{  

     X  P 

    Y  X  P  X Y  P   

     b) The conditional probability function of Y given 1 X   is given by

    }1{

    },1{}1{

     X  P 

     yY  X  P  X  yY  P 

      j j  

    i)24

    5

    24

    5

    }1{

    }1,1{}11{  

     X  P 

    Y  X  P  X Y  P   

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    7/21

      ii)3

    1

    24

    8

    }1{

    }2,1{}12{  

     X  P 

    Y  X  P  X Y  P   

    iii)24

    11

    24

    11

    }1{

    }3,1{}13{  

     X  P 

    Y  X  P  X Y  P   

    c) The conditional probability function of Y given 2 X   is given by

    }2{

    },2{}2{

     X  P 

     yY  X  P  X  yY  P 

      j j  

    i)30

    7

    30

    7

    }2{

    }1,2{}21{  

     X  P 

    Y  X  P  X Y  P   

    ii)3

    1

    30

    10

    }2{

    }2,2{}22{  

     X  P 

    Y  X  P  X Y  P   

    iii)30

    13

    30

    13

    }2{

    }3,2{}23{  

     X  P 

    Y  X  P  X Y  P   

    4.  The joint probability density function of the 2-dimensional R.V is

    otherwise

     y x xy y x f  

    ,0

    21,9

    8

    ),(  

    i) Find the marginal density functions of  X  andY   

    ii) Find the conditional density function of Y   given  x X   .

    Solution:

    Marginal density function of  X   is given by

    dy y x f   x f   x f   X    ),()()(  

    = 2

    9

    8

     x

     xydy   {since 2  y x }

    =

    22

    29

    8

     x

     y x

     

    = ]4[9

    4  2 x

     x

    ,

    Marginal density function of Y  is given by

    dx y x f   x f   y f  Y    ),()()(  

    =  y

     xydx19

    8  {since  y x 1 }

  • 8/18/2019 WINSEM2015 16 CP1481 04 Jan 2016 RM01 Two Dim Random Variables

    8/21

      =

     y x

     y

    1

    2

    29

    8

     

    = ]4[9

    4   2 y y

    ,

    The conditional density function of Y given  x X    is

    )(

    ),()(

     y f  

     y x f   y x f  

     =

    )4(9

    49

    8

    2 x x

     xy

    =

    )4(

    2

    2 x

     y

     

    5.  The bivariate R.V  X    and Y    has the p.d.f

    20

    2,)8(),(

    2

     x

     x y x y Kx y x f   .

    Find K.

    Solution:

    We know that,  

    1),(   dydx y x f    

         x

     x

    dydx y Kx2

    22

    0

    1)8(  

      12

    8

    22

    0

    22

     

     

     

        dx

     y y x K 

     x

     x

     

      12

    82

    416

    2

    0

    222

     

     

     

        dx

     x x

     x x x K   

      12

    38

    2

    0

    43

     

     

     

        dx

     x x K   

      152

    3

    4

    82

    0

    54

      x x K   

    112

    5 K   

    6.  The joint density function of the R.V’s  X    and Y    is given by

     

    otherwise

     x y x xy y x f  

    0

    0,10,8),( .

    Find (i) )( x f   X    (ii) )( y f  Y    (iii) )(   x y f    

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    Solution:

      dy y x f   x f   x f   X    ),()()(  =

     x xydy

    0

    8  = 34 x  

      dx y x f   x f   y f  Y    ),()()(  = 1

    0

    8 xydx  =  y4  

    )(

    ),()(

     x f  

     y x f   x y f  

    =23

    2

    4

    8

     x

     y

     x

     xy  

    7.  The joint pdf of R.V.  X    and Y    is given by

    0,0,),(   )22(    y xkxye y x f     y x . Find the value of k   and also

     prove that  X   and Y   are independent.

    Solution:

    We know that,  

    1),(   dydx y x f    

       

    0

    )22(

    0

    1dydxkxye  y x

     

     

    0

    2dy y yek  . 

    0

    2dx x xe =1

     2

    1.

    2

    1k    = 1 { since

    0

    2dx x xe =2

    1}

      4k   

    To prove that: X   and Y   are independent

    ie, to prove that : ),()().(   y x f   y f   x f      

     Now,

    dy y x f   x f   x f   X    ),()()(  

    =

    0

    )22

    (dykxye

      y x 

    =

    0

    22

    dy yekxe

      y x

     

    =  

      

     2

    14

    2 x

     xe  

    = 0,22

     x xe   x  

  • 8/18/2019 WINSEM2015 16 CP1481 04 Jan 2016 RM01 Two Dim Random Variables

    10/21

    dx y x f   x f   y f  Y    ),()()(  = 0,22

     y ye   y  

     Now, )().(   y f   x f  2

    2   x xe .2

    2   y ye  = )22(4   y x xye    = ),(   y x f    

    Therefore,  X   and Y   are independent .

    8.  Given  

    otherwise

     x y x x y xCx y x f  

    0

    ,20,)(),(  

    (i) Find C (ii) Find )( x f     (iii) )(   x y f    

    Solution:

    (i) We know that,  

    1),(   dydx y x f    

       

    2

    0

    1)(   dxdy y xCx x

     x

     

     8

    1C   

    (ii)

    dy y x f   x f   x f   X    ),()()(   =  

     x

     x

    dy y x x   )(8

    1  =

    4

    3 x

     

    (iii))(

    ),()(

     x f  

     y x f   x y f  

    = )(2

    1

    4

    )(8

    1

    23  y x x x

     y x x

     

    9.  The joint pdf of a two-dimensional RV ),(   Y  X    is given by

    ,8

    ),(2

    2   x xy y x f       20    x , 10    y . Compute ),1(    X  P   

    ),2

    1(   Y  P    )

    211(     Y  X  P  .

    Solution:

    (i)

     )1(

    1

    ),()1(

     X 

     R

    dxdy y x f   X  P   

    = dxdy x

     xy

     

     

     

     

    1

    0

    2

    1

    22

    8 =

    24

    19 

  • 8/18/2019 WINSEM2015 16 CP1481 04 Jan 2016 RM01 Two Dim Random Variables

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    (ii)

      )2

    1(

    2

    ),()2

    1(

     R

    dxdy y x f  Y  P   

    = dxdy x

     xy

     

     

     

     

    2

    1

    0

    2

    0

    22

    8 =

    4

    (iii) dxdy x

     xyY  X  P   

     

     

     

     

      2

    1

    0

    2

    1

    22

    8)21,1(  =

    24

    (iv) )211(     Y  X  P   =

    )2

    1(

    )2

    1,1(

    Y  P 

    Y  X  P 

     =

    4124

    5

     =6

    Mathematical Expectation:

    Mean (or) expectation is a significant number representing the behavior of a random

    variable.

    Mathematical expectation of ‘X’ is denoted by E(X)

    i)

    dx x xf   X  E    )()(  , [for a single dimensional continuous random variable]

    ii)

     x

     x xp X  E    )()( , [for a single dimensional discrete random variable]

    iii)  x

     x p x X  E    )()(  22 , [for a single dimensional discrete random variable]

    iv)

    dxdy y x xf   X  E    ),()(   [ for a two dimensional continuous random variable]

    v)

    dxdy y x f   x X  E    ),()(   22   [ for a two dimensional continuous random variable]

    vi)

    dxdy y x xyf   XY  E    ),()(  , [ for a two dimensional continuous random variable]

    vii) 22 )]([)()(   X  E  X  E  X Var     

    Note: 

    If X and Y are independent random variables then )().()(   Y  E  X  E  XY  E     

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    12/21

    1.  Two R.V’s X and Y have joint pdf

    elsewhere

     y x xy

     y x f  

    ,0

    51,40,96),(  

    Find (i) E(X) (ii) E(Y) (iii) E(XY) (iv) E(2X + 3Y) (v) Var(X)

    (vi) Cov(X,Y).

    Solution:

    i)

    dxdy y x xf   X  E    ),()(  

    = dxdy xy

     x    

      

     5

    1

    4

    0   96 

    =3

    ii)

    dxdy y x yf  Y  E    ),()(  

    = dxdy xy

     y    

      

     5

    1

    4

    0   96 

    =9

    31 

    iii)

    dxdy y x xyf   XY  E    ),()(  

    = dxdy xy

     xy    

      

     5

    1

    4

    0  96

     

    =27

    248 

    iv)   )(3)(2]32[   Y  E  X  E Y  X  E     = 2.3

    8+ 3.

    9

    31 =

    3

    47 

    v) We know that, 22 )]([)()(   X  E  X  E  X Var     

     Now,

      dxdy y x f   x X  E    ),()(   22  

    = dxdy xy

     x    

      

     5

    1

    4

    02

    96 

    = 8

      22 )]([)()(   X  E  X  E  X Var     

    = 8 -

    2

    3

      

       =

    9

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    13/21

    vi) )().()(),(   Y  E  X  E  XY  E Y  X Cov    

    =27

    248 -

     

      

      

      

     

    9

    31

    3

    = 0

    2. 

    If the joint pdf of (XY) is given by   10),1(24),(     x y x y y x f   ,

    then find E(XY).

    Solution:

    We know that,

    dxdy y x xyf   XY  E    ),()(  

    = 1

    0

    1

    ),( y

    dxdy y x xyf     {since x varies from y to 1,

    y varies from 0 to 1}

    =   1

    0

    12

    )1(24 y

    dxdy x xy  

    =

     

     

     

     

    1

    0

    322

    326

    124   dy

     y y y  

    =

    1

    0

    653

    18101824

      y y y 

    = 15

    3.  If X and Y is a two dimensional R.V uniformly distributed over the

    triangular region R bounded by3

    43,0

      x yand  x y   . Find

    ),( x f     ),( y f     ),( X  E  Var(X), ),(Y  E   XY    .

    Solution:

    Given X and Y are uniformly distributed .

    Therefore, )tan(),(   t consak  y x f      We know that,   1),(   dxdy y x f    

    That is,   4

    0

    3

    4

    3

    1 y

    kdxdy  

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    14/21

    1][4

    0

    3

    4

    3    dy xk   y  

    14

    33

    4

    0

     

      dy

     yk   

    16     k   6

    1 k   

    3

    4

    3

    ),()( y

    dx y x f   y f    = 3

    4

    3   6

    1

     y

    dx  = 40),4(8

    1   y y  

      3

    4

    0   6

    1)(

     x

    dy x f    = 30,9

    2 x x  

    dx x xf   X  E    )()(  =

    3

    0

    2

    9

    2dx x  = 2

    dy y yf  Y  E    )()(  =3

    4)4(

    8

    4

    0

        dy y y

     

    2

    9)()(   22

    dx x f   x X  E   

    3

    8)()(   22

    dy y f   yY  E   

    22

    )]([)()(   X  E  X  E  X Var  

     = 2

    1

     

    22 )]([)()(   Y  E Y  E Y Var     =9

    4

    0

    3

    4

    36

    1)(

     y

     xydxdy XY  E    = 3

     Now,Y  X 

     XY Y  E  X  E  XY  E 

        

    .

    )()()(     =

    2

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    15/21

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    16/21

     3

    2

    3

    2))(()(

    2'

    t t 

     X  X ee

    t  M dt 

    d t  M     

    Therefore,3

    4

    3

    2

    3

    2)]([)originabout( 0

    ''1     t  X   t  M    

    34

    32))(()(

    2

    2

    2

    ''

    t t 

     X  X  eet  M dt d t  M     

    Therefore, 23

    6

    3

    4

    3

    2)]([)originabout( 0

    '''2     t  X   t  M    

    Therefore, Mean =3

    4'1     and

    Variance =9

    2)(   2'1

    '22          

    2.  Find the moment generating function of a random variable  X   whose probability

    function is ;1)(n

     x X  P      .,...,2,1   n x   

    Solution: 

    By definition, we know that )()(   tx X    e E t  M       x

    tx x P e   )(  

    ]...[1   2   nt t t  eeen

     

    ])(...)(1[   2   nt t t t 

    eeen

    e  

    nt t 

    e

    e

    n

    e

    1

    1

    .  

    3.  Obtain the m.g.f for the distribution where

    otherwise;0

    0;2

    1)(   2  xe x f  

     x

    .

    Solution: By definition, we know that,

      dx x f  ee E t  M    txtx X    )()()(  

     

    0

    2

    2

    1dxee

     x

    tx    

    0

    )2

    1(

    2

    1dxe

     xt  

    0

    )21(

    2

    12

    1

    et 

     

    12

    1

    t  

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    17/21

    4.  If a random variable  X   has the m.g.ft 

    t  M  X  2

    2)( , determine the variance of  X  .

    Solution:1)2

    1()2

    1(2

    2

    2

    2)(

     

      t t t 

    t  M  X   

    ........22

    1 2   

         t t   

    ........!2.2!1.2

    12

      t t 

     

     Now, coefficient of2

    1

    !1.

    '1   

    t ;

    coefficient of2

    1

    !2.

    '2

    2

      t 

    ;

    Therefore, Variance of  X 

    4

    1)(   2'1

    '2         

    5.  Find the moment generating function of the random variable whose raw moments are

    given by r r    r    2)!1('   .

    Solution: We know that, if  X   is a random variable then its m.g.f

    )()(   tx X    e E t  M      ...!

    ....!2

    1   ''2

    2'1     r 

    t t t         

    ...)2)!.1((!

    ....)2!.3(!2

    )2!.2(1   222

    1   r r 

    t t t 

     

    r          )1(...321  2

      where t 2   2)1(        

    2)21(     t   

    Characteristic Function

    In few cases the moment generating function does not exist. In this case, we use

    characteristic functions which is more serviceable function than the m.g.f.

    Definition: The characteristic function of a random variable  X   is denoted by )(t  X    and

    is defined as

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    18/21

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    19/21

     

    3.  Find the characteristic of the exponential distribution

     

    otherwise;0

    0;)(

      xe x f  

     x  .

    Hence find the mean and variance.

    Solution: By definition, the characteristic function of  X  is given by

    dxeedx x f  ee E t    xitxitxitX  X   

    0

    .)()()(   

        

    dxe   xit  0

    )(    

    0

    )(

    )(   it 

    e   xit 

      

     

     

    )(   it   

     

     

     Note that, we can also express )(t  X    as,

     

     it 

    t  X 

    1

    1)(  

    ....1

    2

     

      

     

     

      

     

      

    it it  

    Hence, we find that '1   = coefficient of 

    1

    !1

    it  

    and '2   = coefficient of2

    2

    !2    

    it 

     

    Hence, mean of  X   is given by Mean 

        1'1   

    and variance of  X   is given by Var( X )2

    2'1

    '22

    1)(

            

    4.  If  X   has the probability density function (Laplace distribution) x

    e x f    2

    1)(  for

      x . Show that the characteristic function of  X   is given by .1

    1)(

    2t t  X 

       

    Solution: By definition, the characteristic function of  X   is given by

    dx x f  ee E t    itxitX  X    )()()(  

       

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    20/21

      dxeedxee  xitx xitx

    0

    0

    2

    1.

    2

    1.  

    dxeedxee   xitx xitx

    0

    0.

    2

    1.

    2

    dxeedyee   xitx yity 00

    .21.

    21  

    dxedye  xit  yit 

    0

    )1(

    0

    )1(

    2

    1

    2

    0

    )1(

    0

    )1(

    )1(2

    1

    )1(2

    1

    it 

    e

    it 

    e   xit  yit  

    )1(

    1

    2

    1

    )1(

    1

    2

    1

    it it  

    )1)(1(

    1

    2

    1

    it it  

    21

    1

    t   

    5.  Find the density function   )( x f    corresponding to the characteristic function defined as

    1,0

    1,1)(

    t t t  X   . .

    Solution: The probability density function )( x f    is given by,

      dt t e x f    X itx )(

    2

    1)(    

      

     

     

      1

    0

    0

    1

    )1()1(2

    1dt t edt t e   itxitx

      

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

      1

    0

    2

    0

    1

    2 )()1()1(

    )()1()1(

    2

    1

    ix

    e

    ix

    et 

    ix

    e

    ix

    et 

    itxitxitxitx

      

      )11(

    )(

    1

    2

    1

    2

    ixix ee

    ix 

     

     

    21

    12

    ixix ee

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  • 8/18/2019 WINSEM2015 16 CP1481 04 Jan 2016 RM01 Two Dim Random Variables

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