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@iglosiggio
Created November 3, 2023 23:55
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Ejercicio 6 del primer parcial de Probabilidades y Estadística tomado durante el segundo cuatrimestre del 2023

Ejercicio 6a

  1. Dado $X \sim \mathcal{P}(\lambda)$ probar $\mathbb{E}(X) = \lambda$ $$\mathbb{E}(X) = \sum_{i=0}^\infty i \frac {\lambda^i}{i!} e^{-\lambda}$$
  2. Como vale $0$ en $i=0$ puedo decir $$\mathbb{E}(X) = \sum_{i=1}^\infty i \frac {\lambda^i}{i!} e^{-\lambda}$$
  3. Simplifico $i$ con $i!$ $$\mathbb{E}(X) = \sum_{i=1}^\infty \frac {\lambda^i}{(i-1)!} e^{-\lambda}$$
  4. Cambio de índices $$\mathbb{E}(X) = \sum_{i=0}^\infty \frac {\lambda^{i+i}}{i!} e^{-\lambda}$$
  5. Saco constantes $$\mathbb{E}(X) = e^{-\lambda} \lambda \sum_{i=0}^\infty \frac {\lambda^i}{i!}$$
  6. Sé que $\sum_{i=0}^{\infty} \frac{\lambda^i}{i!} = e^\lambda$ porque es el polinomio del taylor de grado $\infty$ $$\mathbb{E}(X) = e^{-\lambda} \lambda e^\lambda$$
  7. Simplifico $$\mathbb{E}(X) = \lambda$$
  8. Es lo que quería demostrar

Ejercicio 6b

  1. Dado $X \sim \text{Exp}(\lambda)$ probar $\mathbb{P}(X > a + b | X > a) = \mathbb{P}(X > b)$
  2. Busquemos una fórmula para cada parte arrancamos por $$\mathbb{P}(X>b) =\ ?$$
  3. Por complemento sabemos que $$\mathbb{P}(X>b) = 1 - \mathbb{P}(X \le b)$$
  4. Aplicamos la acumulada $$\mathbb{P}(X>b) = 1 - \int_0^b \lambda e^{-\lambda x} dx$$
  5. Resolvemos la integral $$\mathbb{P}(X>b) = 1 - (-e^{-\lambda x})|_0^b$$
  6. Simplificamos $$\mathbb{P}(X>b) = 1 + e^{-\lambda x}|_0^b$$
  7. Aplicamos Barrow $$\mathbb{P}(X>b) = 1 + e^{-\lambda b} - 1$$
  8. Simplificamos $$\mathbb{P}(X>b) = e^{-\lambda b}$$
  9. Busquemos una fórmula para la otra parte $$\mathbb{P}(X>a+b | X > a) =\ ?$$
  10. Aplicamos Bayes $$\mathbb{P}(X>a+b | X > a) = \frac{\mathbb{P}(X > a + b \cap X > a)}{\mathbb{P}(X > a)}$$
  11. Porque $X > a + b$ implica $X > a$ deducimos $$\mathbb{P}(X>a+b | X > a) = \frac{\mathbb{P}(X > a + b)}{\mathbb{P}(X > a)}$$
  12. Por la fórmula para $\mathbb{P}(X > k)$ que calculamos recién $$\mathbb{P}(X>a+b | X > a) = \frac{e^{-\lambda(a+b)}}{e^{-\lambda a}}$$
  13. Simplificamos $$\mathbb{P}(X>a+b | X > a) = e^{-\lambda b}$$
  14. Tienen la misma fórmula!
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