{"id":22010,"date":"2016-11-12T08:07:21","date_gmt":"2016-11-12T13:07:21","guid":{"rendered":"http:\/\/blog.espol.edu.ec\/estg1003\/?p=155"},"modified":"2026-04-04T10:49:13","modified_gmt":"2026-04-04T15:49:13","slug":"proceso-aleatorio-continuo-ejemplo","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.espol.edu.ec\/algoritmos101\/stp-u01eva\/proceso-aleatorio-continuo-ejemplo\/","title":{"rendered":"Proceso Aleatorio Continuo - Ejemplos con Python"},"content":{"rendered":"\n<h2 class=\"wp-block-heading\">1. Distribuciones conjuntas de muestras en el tiempo<\/h2>\n\n\n\n<p><strong>Referencia<\/strong>: Le\u00f3n-Garc\u00eda 9.1 p.492<\/p>\n\n\n\n<p>Sean [X<sub>1<\/sub>, X<sub>2<\/sub>, ... , X<sub>k <\/sub>] las k variables aleatorias obtenidas del muestreo de un proceso X(t,\u03c9) en los tiempos: [t<sub>1<\/sub>, t<sub>2<\/sub>, ... , t<sub>k<\/sub>] se describen como:<\/p>\n\n\n\n<p>X<sub>1<\/sub> = X(t<sub>1<\/sub>,\u03c9),<br>X<sub>2<\/sub> = X(t<sub>2<\/sub>,\u03c9),<br>... ,<br>X<sub>k<\/sub> = X(t<sub>k<\/sub>,\u03c9),<\/p>\n\n\n\n<p>mostrada en la figura:<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"687\" height=\"602\" src=\"http:\/\/blog.espol.edu.ec\/algoritmos101\/files\/2017\/05\/describiendoproceso01.png\" alt=\"describiendo proceso 01\" class=\"wp-image-156\" \/><\/figure>\n\n\n\n<p>El comportamiento conjunto del proceso aleatorio a estos <strong>k<\/strong> instantes de tiempo se da por la distribuci\u00f3n acumulada conjunta del <strong>vector<\/strong> de las variables aleatorias :<br>X<sub>1<\/sub>, X<sub>2<\/sub>, ... , X<sub>k<\/sub><\/p>\n\n\n\n<p>Las probabilidades de cualquiera de los eventos del proceso aleatorio para todos o solo algunos de los instantes de tiempo, se pueden calcular por medio de la distribuci\u00f3n acumulada (cdf) con los m\u00e9todos para vectores de variables aleatorias.<\/p>\n\n\n\n<p>Por lo que un proceso aleatorio o estoc\u00e1stico se especifica por la colecci\u00f3n de k-\u00e9simo orden de las funciones de distribuci\u00f3n acumuladas conjuntas :<\/p>\n\n\n<span class=\"wp-katex-eq katex-display\" data-display=\"true\"> F_{x_1, ... , x_k}(x_1, x_2, ... , x_k)=P[X_1 \u2264 x_1, X_2 \u2264 x_2, ... , X_k\u2264 x_k] <\/span>\n\n\n\n<p>para cualquier k y cualquier selecci\u00f3n de instantes de tiempo t<sub>1<\/sub>, t<sub>2<\/sub>, ... , t<sub>k<\/sub>.<\/p>\n\n\n\n<p>Si el proceso estoc\u00e1stico es de valores cont\u00ednuos, entonces las funciones de densidad de probabilidad a usar ser\u00e1n:<\/p>\n\n\n<span class=\"wp-katex-eq katex-display\" data-display=\"true\"> f_{x_1, ... , x_k}(x_1, x_2, ... , x_k) dx_1 ... dx_n = <\/span>\n\n\n<span class=\"wp-katex-eq katex-display\" data-display=\"true\"> P[x_1 &lt; X_1 \u2264 x_1+dx_1, x_2 &lt; X_2 \u2264 x_2+dx_2, ... , x_k &lt; X_k \u2264 x_k+dx_1] <\/span>\n\n\n\n<p>Si el proceso estoc\u00e1stico es de tipo discreto, entonces la colecci\u00f3n de funciones de probabilidad de masa para especificar el proceso estoc\u00e1stico ser\u00e1:<\/p>\n\n\n<span class=\"wp-katex-eq katex-display\" data-display=\"true\"> p_{x_1, ... , x_k}(x_1, x_2, ... , x_k) = <\/span>\n\n\n<span class=\"wp-katex-eq katex-display\" data-display=\"true\"> P[ X(t_1) = x_1, X(t_2) = x_2, ... , X(t_k) = x_k ] <\/span>\n\n\n\n<hr class=\"wp-block-separator has-alpha-channel-opacity\" \/>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">1.1 Ejemplo: Variable aleatoria Bernoulli iid<\/h2>\n\n\n\n<p><strong>Referencia<\/strong>: Le\u00f3n Garc\u00eda E9.5 pdf\/p.492<\/p>\n\n\n\n<p>Sea X<sub>n<\/sub> una secuencia de una variable aleatoria independiente e id\u00e9nticamente distribuida(i.i.d), tipo Bernoulli con p=1\/2.<br>La pmf conjunta para cualquier k muestras de tiempo es entonces:<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-center\">P[ X<sub>1<\/sub> = x<sub>1<\/sub>, X<sub>2<\/sub> = x<sub>2<\/sub>, ... , X<sub>k<\/sub> = x<sub>k<\/sub> ] =<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-center\">= P[ X<sub>1<\/sub> = x<sub>1<\/sub>] P[X<sub>2<\/sub> = x<sub>2<\/sub>], ... , P[X<sub>k<\/sub> = x<sub>k<\/sub> ]<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-center\">= (1\/2)<sup>k<\/sup><\/p>\n\n\n\n<p>donde x<sub>i<\/sub> \u2208 {0,1] para todo i.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">1.2 Ejemplo: Variable aleatoria Gausiana iid<\/h2>\n\n\n\n<p><strong>Referencia<\/strong>: Le\u00f3n Garc\u00eda E9.6 pdf\/p.493<\/p>\n\n\n\n<p>Sea X<sub>n<\/sub> una secuencia de una variable aleatoria independiente e id\u00e9nticamente distribuida (i.i.d.), tipo Gausiana con media \u03bc=0 y varianza \u03c3<sup>2<\/sup><sub>x<\/sub>. La funci\u00f3n de densidad de probabilidad (pdf) conjunta para cualquier muestra de tiempo <strong>k<\/strong> es entonces:<\/p>\n\n\n<span class=\"wp-katex-eq katex-display\" data-display=\"true\"> f_{x_1,x2, ...,x_k}(x_1,x2, ...,x_k)=<\/span>\n\n\n<span class=\"wp-katex-eq katex-display\" data-display=\"true\"> = \\frac{1}{(2\\pi \\sigma^2)^{k\/2}}e^{-(x_1^2+x_2^2+ ... + x_k^2)\/2\\sigma^2}<\/span>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">1.3 Ejemplo: Proceso Binomial de conteo<\/h2>\n\n\n\n<p><strong>Referencia<\/strong>: Le\u00f3n Garc\u00eda E9.7 pdf\/p.493<\/p>\n\n\n\n<p>Sea X<sub>n<\/sub> una secuencia de una variable aleatoria independiente e id\u00e9nticamente distribuida, tipo Bernoulli con p=1\/2. Sea S<sub>n<\/sub> el n\u00famero de 1's en los primeros <strong>n<\/strong> intentos:<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-center\">S<sub>n<\/sub> = X<sub>1<\/sub> + X<sub>2<\/sub> + ... + X<sub>n<\/sub> para n=0,1,...<\/p>\n\n\n\n<p>S<sub>n<\/sub> es una funci\u00f3n de <strong>n<\/strong> valores enteros crecientes que aumenta en valores unitarios siguiendo intervalos de tiempo aleatorios.<\/p>\n\n\n\n<hr class=\"wp-block-separator has-alpha-channel-opacity\" \/>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">1.4 Algoritmo en Python<\/h2>\n\n\n\n<p>para Distribuciones conjuntas de muestras en el tiempo<\/p>\n\n\n<div class=\"wp-block-syntaxhighlighter-code alignwide\"><pre class=\"brush: python; title: ; notranslate\" title=\"\">\n# Realizaciones de un proceso aleatorio\n# Le\u00f3n-Garc\u00eda Fig 9.1\n# propuesta: edelros@espol.edu.ec\nimport numpy as np\nimport matplotlib.pyplot as plt\nimport scipy.stats as stats\n\n# INGRESO\nn = 50 # muestras\nA = 10 # amplitud\nk = 10 # una muestra k&lt;n\n\n# PROCEDIMIENTO\nt = np.arange(0,n,1)\n# genera variables aleatorias continuas uniformes\nx1 = stats.uniform.rvs(loc=-A, scale=2*A ,size=n)\nx2 = stats.uniform.rvs(loc=-A, scale=2*A ,size=n)\nx3 = stats.uniform.rvs(loc=-A, scale=2*A ,size=n)\n\n# SALIDA\nprint('t = ',k)\nprint('x1&#x5B;'+str(k)+']: ', x1&#x5B;k])\nprint('x2&#x5B;'+str(k)+']: ', x2&#x5B;k])\nprint('x3&#x5B;'+str(k)+']: ', x3&#x5B;k])\n\n# GRAFICAS\nplt.suptitle('Realizaciones')\n\n# grafica X1\nplt.subplot(311)\nplt.plot(t,x1)\nplt.axvline(10)\nplt.ylabel('x1')\nplt.margins(0.05)\n\n# grafica X2\nplt.subplot(312)\nplt.plot(t,x2)\nplt.axvline(10)\nplt.ylabel('x2')\nplt.margins(0.05)\n\n# grafica X3\nplt.subplot(313)\nplt.plot(t,x3)\nplt.axvline(10)\nplt.ylabel('x3')\nplt.margins(0.05)\n\nplt.show()\n<\/pre><\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>1. 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