Soru

Zorluk: OrtaOrtak Beklenen Değer ve Momentler

Bir tedarik zinciri sisteminde, iki farklı depodan yapılan günlük sevkiyat miktarları (ton cinsinden) XX ve YY sürekli rastgele değişkenleri ile modellenmektedir. Bu değişkenlere ait ortak olasılık yoğunluk fonksiyonu aşağıda verilmiştir:

f(x,y)={14(x+2y),0<x<2 ve 0<y<10,dig˘er durumlardaf(x,y) = \begin{cases} \frac{1}{4}(x + 2y), & 0 < x < 2 \text{ ve } 0 < y < 1 \\ 0, & \text{diğer durumlarda} \end{cases}

Buna göre, bu iki depodan yapılan sevkiyat miktarlarının çarpımının beklenen değeri, E[XY]E[XY], kaçtır?

  1. A
    712\frac{7}{12}
  2. 23\frac{2}{3}Cevap
  3. C
    4972\frac{49}{72}
  4. D
    56\frac{5}{6}
  5. E
    76\frac{7}{6}

Cevap

İki depodan yapılan sevkiyat miktarlarının çarpımının beklenen değeri olan E[XY]E[XY], 23\frac{2}{3} olarak bulunmalıdır.
Verilen sürekli ortak olasılık yoğunluk fonksiyonu üzerinden E[XY]E[XY] değerini bulmak için tanımlı sınırlar dahilinde xyf(x,y)xy \cdot f(x,y) ifadesinin çift katlı integrali alınmalıdır. x(0,2)x \in (0,2) ve y(0,1)y \in (0,1) aralığında 140102(x2y+2xy2)dxdy\frac{1}{4} \int_0^1 \int_0^2 (x^2y + 2xy^2) dx dy işleminin sonucu önce xx'e, ardından yy'ye göre integral alınarak adım adım hesaplandığında doğru cevap olan 23\frac{2}{3} sonucuna ulaşılır.

Adım Adım Çözüm

1
Beklenen değer için çift katlı integral formülünü x ve y'nin tanımlı sınırlarıyla birlikte kurmak.
E[XY]=0102xy(14(x+2y))dxdyE[XY] = \int_{0}^{1} \int_{0}^{2} xy \left( \frac{1}{4}(x+2y) \right) dx dy
Sürekli iki boyutlu rastgele değişkenlerde E[g(X,Y)]E[g(X,Y)] değeri, ilgilenilen fonksiyonun ortak olasılık yoğunluk fonksiyonu ile çarpılarak tüm uzay üzerinden integralinin alınmasıyla bulunur.
2
İntegrali çözmek için parantezi açarak önce x değişkenine göre iç integrali hesaplamak.
02(x2y+2xy2)dx=[x33y+x2y2]02=83y+4y2\int_{0}^{2} (x^2y + 2xy^2) dx = \left[ \frac{x^3}{3}y + x^2y^2 \right]_0^2 = \frac{8}{3}y + 4y^2
Çift katlı integrallerde içten dışa doğru işlem yapılır. x'e göre integral alınırken y değişkeni sabit bir sayı gibi muamele görür.
3
Elde edilen ifadeyi olasılık yoğunluk fonksiyonunun katsayısıyla birlikte y değişkenine göre dış integrale tabi tutmak.
1401(83y+4y2)dy=14[43y2+43y3]01=14(43+43)=14(83)=23\frac{1}{4} \int_{0}^{1} \left( \frac{8}{3}y + 4y^2 \right) dy = \frac{1}{4} \left[ \frac{4}{3}y^2 + \frac{4}{3}y^3 \right]_0^1 = \frac{1}{4} \left( \frac{4}{3} + \frac{4}{3} \right) = \frac{1}{4} \left( \frac{8}{3} \right) = \frac{2}{3}
Dış integral y'nin tanımlı olduğu (0,1)(0,1) aralığında hesaplanarak sürecin sonlandırılması ve nihai beklenen değerin elde edilmesi sağlanır.

Anahtar Kavram

Sürekli İki Değişkenli Rastgele Değişkenlerde Ortak Beklenen Değer
Tahmini Süre:2m 30s
Bu soruyu puanla