Enunciado

Se X é uma variável aleatória exponencial com média 1 / λ , mostre que

E X k = k ! λ k ,     k = 1,2 , …

Dica: Utilize a função densidade gama para calcular a equação anterior.

Passo 1

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

Nos é dado X que é variável aleatória exponencial com média 1 λ . Em outras palavras, nós temos X ~ exp ⁡ ( λ ) . Pelo teorema sobre a média de uma função de a variável aleatória, temos que

E X k =   ∫ R x k f X x   d x =   ∫ 0 ∞ x k λ e - λ x   d x

Nosso papel é calcular essa integral

Passo 2

Fazendo a substituição de s = λ x , nós temos que

λ ∫ 0 ∞ x k e - λ x   d x = λ ∫ 0 ∞ s λ k e - s λ   d s

Com isso, nós temos que

λ ∫ 0 ∞ s k e - s = Γ k + 1 λ k

Finalmente, nós obtemos o seguinte resultado

E X k = Γ k + 1 λ k = k ! λ k

Provando o que nos foi pedido!

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)