Funções de Uma Variável Aleatória e Esperança

As vezes estamos interessados no comportamento de alguma função de uma variável aleatória X. Isto é em
Y = H (X).

Eventos Equivalentes:
 


Funções de uma v.a. discreta

Exemplo: voltemos ao exemplo de jogar uma moeda duas vezes e contar o número de caras. Os valores que podem ser assumidos por X são {0, 1, 2} com probabilidades 1/4, 1/2, 1/4.

Se escolhemos Y = 2X - 1 os valores que podem ser assumidos por Y são {-1, 1, 3} com probabilidades 1/4, 1/2, 1/4.

Logo, ao tratarmos de funções de variáveis discretas, basta que mapeemos as probabilidades de X correspondentes as de Y!
 

Funções de uma v.a. contínua

Se X é uma v.a. contínua, com densidade de probabilidade f(x) e H também é contínua, então Y=H(X) também é uma v.a. contínua. A densidade de probabilidade para Y será denotada por fY(y) e pode ser encontrada a partir dos três passos a seguir:

1. Obtenha  através do evento equivalente em X
2. Diferencie FY(y) com respeito a y, para obter fY(y)
3. Encontre o espaço amostral da nova variável Y

Exemplo:

Se Y = 2X + 8, encontraremos fY(y) através dos 3 passos anteriores:

1. 

2.
 

3.
 
 
 
 
TEOREMA 

Se X é uma v.a. com função de densidade de probabilidadee y = H(x) é uma função de x, contínua estritamente crescente ou estritamente decrescente, então a v.a. Y = H(X) tem função de densidade de probabilidade igual a:

onde expressa em termos de y
 

No exemplo anterior:


como encontrado anteriormente.
 

Esperança de funções de uma v.a.:

  • Discreto: 
  • Contínuo: 


  •