Enunciado

A - Uma estação de bombeiros deve ser instalada ao longo de uma estrada com comprimento A, A

E X - a   s e j a   m i n i m i z a d o

quando X for uniformemente distribuído ao longo de (0,A)

B - Agora suponha que a estrada tenha comprimento infinito indo do ponto 0 até   ∞ . Se a distância de um incêndio até o ponto 0 é exponencialmente distribuída com taxa λ , onde deveria estar localizada a estação? Isto é, queremos minimizar E [ X - a ] , onde X é agora exponencial com taxa λ .

Passo 1

Fala pessoal, tudo certinho? vamos responder mais uma questão, então prepara o material e vamos responder!!

A - Basicamente, a esperança pode ser integral do intervalo onde ela está definida com um termo de parâmetro, vamos traduzir isso

E X - a = ∫ 0 A x - a 1 A   d x  

Colocando como um ponto dentro do intervalo definido (0,A), com isso, nós obtemos o seguinte resultado

E X - a = ∫ 0 a a - x 1 A   d x   + ∫ a A x - a 1 A   d x

Resolvendo as integrais, nós temos que

E X - a = 1 A a 2 2 + A 2 2 - a A - a 2 2 - a 2 = a 2 2 - a + A 2

Seja a derivada zero, temos 2 a A - 1 = 0 , portanto, a = A 2 . Para verificar se este é o minimizador, pode-se verificar a segunda derivada que é sempre positiva, portanto, é de fato minimizador

Passo 2

B – Mesmo pensamento da questão anterior, com isso, nós temos que

E X - a =   ∫ 0 A x - a λ e - λ x   d x

Colocando um ponto a no intervalo de (0,A), nós obtemos o seguinte resultado

E X - a = ∫ 0 a a - x λ e -   λ x   d x + ∫ a A x - a λ e - λ x   d x

Isso nos vai dar o seguinte resultado

E X - a = a + 2 λ e - λ a - 1 λ

A segunda derivada será positiva, logo também será um minimizador.

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)