题目
2-10 已知过程X(t)=Acos t-Bsin t和Y(t)=Bcos t+Asin t,其中随机变量A,B独立,均值都为0,方差都为5。①证明X(t)和Y(t)各自平稳且联合平稳。②求两个过程的互相关函数。
2-10 已知过程$X(t)=A\cos t-B\sin t$和$Y(t)=B\cos t+A\sin t$,其中随机变量A,B独立,均值都为0,方差都为5。①证明X(t)和Y(t)各自平稳且联合平稳。②求两个过程的互相关函数。
题目解答
答案
① 平稳性证明
对 $X(t) = A \cos t - B \sin t$,均值 $E[X(t)] = 0$,自相关函数 $R_X(t_1, t_2) = 5 \cos(t_1 - t_2)$,仅依赖于时间差,故 $X(t)$ 平稳。
同理,$Y(t) = B \cos t + A \sin t$ 的均值 $E[Y(t)] = 0$,自相关函数 $R_Y(t_1, t_2) = 5 \cos(t_1 - t_2)$,仅依赖于时间差,故 $Y(t)$ 平稳。
互相关函数 $R_{XY}(t_1, t_2) = -5 \sin(t_1 - t_2)$,仅依赖于时间差,故 $X(t)$ 和 $Y(t)$ 联合平稳。
② 互相关函数
$R_{XY}(t_1, t_2) = -5 \sin(t_1 - t_2)$,或等价表示 $R_{XY}(\tau) = -5 \sin \tau$(其中 $\tau = t_1 - t_2$)。
答案:
① $X(t)$ 和 $Y(t)$ 各自平稳且联合平稳。
② 互相关函数为 $\boxed{-5 \sin \tau}$(或 $\boxed{R_{XY}(t_1, t_2) = -5 \sin(t_1 - t_2)}$)。