请你运用matlab代码,解决里面的问题

时间: 2024-10-28 14:07:33 浏览: 24
好的,我可以帮助你编写MATLAB代码来解决《第二次上机作业.pdf》中的问题。以下是每个问题的详细代码实现: ### 问题1:生成随机变量X和Y ```matlab % 生成1000个服从均匀分布U(0,3)的随机变量X X = rand(1, 1000) * 3; % 利用Y = -2X + 1生成1000个Y Y = -2 * X + 1; ``` ### 问题2:计算X和Y的方差、协方差和相关系数 ```matlab % 计算X和Y的方差 DX = var(X); DY = var(Y); % 计算X和Y的协方差 CovXY = cov(X, Y); % 计算X和Y的相关系数 CorrXY = corrcoef(X, Y); % 理论值 DX_theory = (3^2) / 12; % 均匀分布U(0,3)的方差 DY_theory = (-2)^2 * DX_theory; % Y = -2X + 1的方差 CovXY_theory = -2 * DX_theory; % 协方差 CorrXY_theory = -2 * sqrt(DX_theory) / sqrt(DY_theory); % 相关系数 % 输出结果 fprintf('D(X) = %.4f, D(X)_theory = %.4f\n', DX, DX_theory); fprintf('D(Y) = %.4f, D(Y)_theory = %.4f\n', DY, DY_theory); fprintf('Cov(X, Y) = %.4f, Cov(X, Y)_theory = %.4f\n', CovXY(1,2), CovXY_theory); fprintf('Corr(X, Y) = %.4f, Corr(X, Y)_theory = %.4f\n', CorrXY(1,2), CorrXY_theory); ``` ### 问题3:讨论不同n值下的协方差和相关系数变化 ```matlab ns = [0, 1, 5, 20, 50]; for n = ns Y_n = 2 * X.^n + 1; CovXY_n = cov(X, Y_n); CorrXY_n = corrcoef(X, Y_n); fprintf('n = %d: Cov(X, Y) = %.4f, Corr(X, Y) = %.4f\n', n, CovXY_n(1,2), CorrXY_n(1,2)); end ``` ### 问题4:验证统计量X1^2 + X2^2的分布形式 ```matlab % 生成1000个标准正态随机变量 X1 = normrnd(0, 1, 1, 1000); X2 = normrnd(0, 1, 1, 1000); % 计算统计量X1^2 + X2^2 T = X1.^2 + X2.^2; % 画出密度函数曲线 figure; histogram(T, 'Normalization', 'pdf'); hold on; x = linspace(min(T), max(T), 1000); plot(x, chi2pdf(x, 2), 'r-', 'LineWidth', 2); title('Density Function of T = X1^2 + X2^2'); legend('Empirical PDF', 'Theoretical Chi-Square PDF'); % 验证矩关系 mean_T = mean(T); var_T = var(T); fprintf('Mean of T = %.4f, Theoretical Mean = %.4f\n', mean_T, 2); fprintf('Variance of T = %.4f, Theoretical Variance = %.4f\n', var_T, 4); ``` ### 问题5:生成标准正态随机变量和泊松随机向量 ```matlab % (a) 生成1000个标准正态随机变量 Z = normrnd(0, 1, 1, 1000); % 计算样本期望和样本方差 mu_Z = mean(Z); sigma2_Z = var(Z); % 画直方图 figure; histogram(Z, 'Normalization', 'pdf'); hold on; x = linspace(min(Z), max(Z), 1000); plot(x, normpdf(x, 0, 1), 'r-', 'LineWidth', 2); title('Histogram of Standard Normal Random Variables'); legend('Empirical PDF', 'Theoretical Normal PDF'); % (b) 生成泊松随机向量 lambda = 2; XX = poissrnd(lambda, 1, 100); % 计算样本均值和样本方差 mu_XX = mean(XX); sigma2_XX = var(XX); % 画直方图 figure; histogram(XX, 'Normalization', 'pdf'); hold on; x = 0:10; plot(x, poisspdf(x, lambda), 'r-', 'LineWidth', 2); title('Histogram of Poisson Random Vector'); legend('Empirical PDF', 'Theoretical Poisson PDF'); % (c) 重复生成泊松随机向量1000次 num_samples = 1000; Y = zeros(num_samples, 1); for i = 1:num_samples XX_i = poissrnd(lambda, 1, 100); Y(i) = mean(XX_i) - 2; end % 标准化Y SY = Y ./ sqrt(2); % 计算SY的均值和方差 mu_SY = mean(SY); sigma2_SY = var(SY); % (d) 画SY的直方图 figure; histogram(SY, 'Normalization', 'pdf'); hold on; x = linspace(min(SY), max(SY), 1000); plot(x, normpdf(x, 0, 1), 'r-', 'LineWidth', 2); title('Histogram of Standardized Y'); legend('Empirical PDF', 'Theoretical Normal PDF'); % 比较与标准正态分布 figure; subplot(1, 2, 1); histogram(Z, 'Normalization', 'pdf'); hold on; plot(x, normpdf(x, 0, 1), 'r-', 'LineWidth', 2); title('Standard Normal Distribution'); legend('Empirical PDF', 'Theoretical Normal PDF'); subplot(1, 2, 2); histogram(SY, 'Normalization', 'pdf'); hold on; plot(x, normpdf(x, 0, 1), 'r-', 'LineWidth', 2); title('Standardized Y'); legend('Empirical PDF', 'Theoretical Normal PDF'); ``` ### 问题6:计算最大似然估计值 ```matlab % 使用5(a)中的样本Z mu_hat = mean(Z); sigma2_hat = var(Z); % 真实参数值 mu_true = 0; sigma2_true = 1; % 计算距离 distance_mu = abs(mu_hat - mu_true); distance_sigma2 = abs(sigma2_hat - sigma2_true); fprintf('MLE estimate for μ = %.4f, Distance to true μ = %.4f\n', mu_hat, distance_mu); fprintf('MLE estimate for σ^2 = %.4f, Distance to true σ^2 = %.4f\n', sigma2_hat, distance_sigma2); ``` 以上代码涵盖了所有问题的要求,你可以运行这些代码来完成作业。如果有任何问题或需要进一步的帮助,请随时告诉我!
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