Variabili discrete e Teorema centrale del limite

Naraku93
Ho un dubbio su questo esercizio:
Consideriamo 100 variabili aleatorie X1, . . . , X100 indipendenti e uniformi e possono assumere valori {-2,-1,0,1,2,3,4}.
Determinare $P(X1 + · · · + X100 > 102)$;
Determinare $P(X1 + · · · + X100 > 102|X1 ^2 = 4)$;

Allora calcolo media e varianza delle variabili Xi, che sono rispettivamente 1 e 4.
A questo punto con il TCL trovo che la probabilità del punto a) è di circa 0.46
Per il punto B invece dovrei dividere $(P(X1 + · · · + X100 > 102))/(P(X1 ^2 = 4))$
Il problema è che la probabilità che $X1^2$ sia 4 è 2/7, pertanto il calcolo precedente ha valore > 1 , il che mi sembra improbabile..
Dov'è il mio errore?

Risposte
Lo_zio_Tom
Sapendo che $X_1=+-2$ in modo equiprobabile, la probabilità condizionata richiesta sarà

$1/2{mathbb{P}[sum_(i=2)^(100)X_i>104]+mathbb{P}[sum_(i=2)^(100)X_i>100]}$

Anche senza fare conti è evidente che tale probabilità non sarà molto diversa dalla probabilità trovata al punto a[nota]che non ho controllato e quindi prendo per buona[/nota]

EDIT: ho fatto anche i conti. Premesso che per usare il TLC con una variabile discreta (in questo caso $n=100$ è grande e più che sufficiente per applicare il TLC ma non è enorme...) occorre usare anche un fattore di correzione per continuità, ottengo i seguenti risultati approssimati:

a): $45%$

b) $43%$

$46%$ viene al punto a) senza applicare alcun fattore correttivo

Naraku93
Il tuo ragionamento è giusto, tuttavia io vorrei cercare di arrivarci usando la formula della probabilità condizionale:
$P(A|B) = (P(A∩B))/(P(B))$
In questo caso P(A∩B) dovrebbe essere la probabilità trovata al punto a), o al massimo la probabilità che X2...X100 > 100
La probabilità B invece è 2/7, ossia la probabilità che X1 assuma valore +2 o -2, perchè il calcolo mi restituisce una probabilità > 1?

Lo_zio_Tom
"Naraku93":

In questo caso P(A∩B) dovrebbe essere la probabilità trovata al punto a), o al massimo la probabilità che X2...X100 > 100


.....in verità nessuna delle due...e la formula che ti ho indicato deriva proprio dalla formula generale che ben conosci....speravo in un po' più di impegno da parte tua ma va beh va...se no qui facciamo notte...

Indico con $S_n$ la somma delle $n$ variabili aleatorie iid uniformi

$mathbb{P}[S_100>102|X_1^2=4]=(mathbb{P}[S_100>102 nn X_1^2=4])/(mathbb{P}[X_1^2=4])=$

$=(mathbb{P}[X_1=-2]mathbb{P}[S_100>102|X_1=-2]+mathbb{P}[X_1=2]mathbb{P}[S_100>102|X_1=2])/(mathbb{P}[X_1=-2]+mathbb{P}[X_1=2])$

$=(mathbb{P}[X_1=-2]mathbb{P}[S_99>104]+mathbb{P}[X_1=2]mathbb{P}[S_99>100])/(mathbb{P}[X_1=-2]+mathbb{P}[X_1=2])=$

$=(1/7mathbb{P}[S_99>104]+1/7mathbb{P}[S_99>100])/(1/7+1/7)=1/2{mathbb{P}[S_99>104]+mathbb{P}[S_99>100]}$

cvd, la probabilità cercata è la media aritmetica fra le due probabilità, ovvero di ottenere più di 104 e più di 100 con le rimanenti variabili di cui non conosciamo il risultato...esattamente come ti ho scritto prima e come deve essere.

saluti

Naraku93
Adesso ho capito, in effetti ci avrei messo un pò a capire il procedimento, grazie per avermelo mostrato.
Saluti.

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