Geschreven door studenten die geslaagd zijn Direct beschikbaar na je betaling Online lezen of als PDF Verkeerd document? Gratis ruilen 4,6 TrustPilot
logo-home
Tentamen (uitwerkingen)

Solution Manual for Stochastic Processes With R: An Introduction 1st Edition - Olga Korosteleva (2020)

Beoordeling
-
Verkocht
-
Pagina's
46
Cijfer
A+
Geüpload op
08-03-2026
Geschreven in
2025/2026

This comprehensive solution manual provides detailed, step-by-step solutions to all exercises across all nine chapters of "Stochastic Processes With R: An Introduction" by Olga Korosteleva, bridging theoretical probability concepts with practical R programming implementations. The manual covers Markov chains including one-step and multi-step transition probability matrices, classification of states (recurrent, transient, absorbing), periodicity analysis, and stationary/limiting distributions, with extensive R code using packages like markovchain, diagram, and expm for matrix computations, trajectory simulations, and visualization. Real-world applications include weather pattern analysis (Detroit weather data), genetic inheritance modeling (Mendelian genetics), inventory management with Poisson demand, traffic flow dynamics, ecological succession, text analysis (Melville's "Moby Dick"), and board game expected winnings calculations, making it an essential resource for students and instructors in statistics and data science.

Meer zien Lees minder
Instelling
Vak

Voorbeeld van de inhoud

ALL 9 CHAPTER COVERED




SOLUTIONS MANUAL

, TABLE OF CONTENTS
CHAPTER 1 ……………………………………………………………………………………. 3
CHAPTER 2 ……………………………………………………………………………………. 31
CHAPTER 3 ……………………………………………………………………………………. 41
CHAPTER 4 ……………………………………………………………………………………. 48
CHAPTER 5 ……………………………………………………………………………………. 60
CHAPTER 6 ……………………………………………………………………………………. 67
CHAPTER 7 ……………………………………………………………………………………. 74
CHAPTER 8 ……………………………………………………………………………………. 81
CHAPTER 9 ……………………………………………………………………………………. 87




2

, CHAPTER 1
0.3 0.4 0.3
EXERCISE 1.1. For a Markov chain with a one-step transition probability matrix � 0.2 0.3 0.5

0.8 0.1 0.1
we compute:
(a) 𝑃𝑃(𝑋𝑋3 = 2 |𝑋𝑋0 = 1, 𝑋𝑋1 = 2, 𝑋𝑋2 = 3) = 𝑃𝑃(𝑋𝑋3 = 2 | 𝑋𝑋2 = 3) (by the Markov property)
= 𝑃𝑃32 = 0.1.
(b) 𝑃𝑃(𝑋𝑋4 = 3 |𝑋𝑋0 = 2, 𝑋𝑋3 = 1) = 𝑃𝑃(𝑋𝑋4 = 3 | 𝑋𝑋3 = 1) (by the Markov property)
= 𝑃𝑃13 = 0.3.
(c) 𝑃𝑃(𝑋𝑋0 = 1, 𝑋𝑋1 = 2, 𝑋𝑋2 = 3, 𝑋𝑋3 = 1) = 𝑃𝑃(𝑋𝑋3 = 1 | 𝑋𝑋0 = 1, 𝑋𝑋1 = 2, 𝑋𝑋2 = 3) 𝑃𝑃(𝑋𝑋2 = 3 |𝑋𝑋0 = 1,
𝑋𝑋1 = 2) 𝑃𝑃(𝑋𝑋1 = 2 | 𝑋𝑋0 = 1) 𝑃𝑃(𝑋𝑋0 = 1) (by conditioning)
= 𝑃𝑃(𝑋𝑋3 = 1 | 𝑋𝑋2 = 3) 𝑃𝑃(𝑋𝑋2 = 3 | 𝑋𝑋1 = 2) 𝑃𝑃(𝑋𝑋1 = 2 | 𝑋𝑋0 = 1) 𝑃𝑃(𝑋𝑋0 = 1) (by the Markov property)

= 𝑃𝑃31 𝑃𝑃23 𝑃𝑃12 𝑃𝑃(𝑋𝑋0 = 1) = (0.8)(0.5)(0.4)(1) = 0.16.
(d) We first compute the two-step transition probability matrix. We obtain

0.3 0.4 0.3 0.3 0.4 0.3 0.41 0.27 0.32
𝐏𝐏 = � 0.2 0.3 0.5 � � 0.2 0.3 0.5 � = �
(2)
0.52 0.22 0.26�.
Now we 0.8 0.1 0.1 0.8 0.1 0.1 0.34 0.36 0.30
write
𝑃𝑃(𝑋𝑋0 = 1, 𝑋𝑋1 = 2, 𝑋𝑋3 = 3, 𝑋𝑋5 = 1) = 𝑃𝑃(𝑋𝑋5 = 1 | 𝑋𝑋0 = 1, 𝑋𝑋1 = 2, 𝑋𝑋3 = 3) 𝑃𝑃(𝑋𝑋3 = 3 |𝑋𝑋0 = 1,
𝑋𝑋1 = 2) 𝑃𝑃(𝑋𝑋1 = 2 | 𝑋𝑋0 = 1) 𝑃𝑃(𝑋𝑋0 = 1) (by conditioning)
= 𝑃𝑃(𝑋𝑋5 = 1 | 𝑋𝑋3 = 3) 𝑃𝑃(𝑋𝑋3 = 3 | 𝑋𝑋1 = 2) 𝑃𝑃(𝑋𝑋1 = 2 | 𝑋𝑋0 = 1) 𝑃𝑃(𝑋𝑋0 = 1) (by the Markov property)
𝑃𝑃 𝑃𝑃(𝑋𝑋 = 1) = (0.34)(0.26)(0.4)(1) = 0.03536.
(2) (2)


= 𝑃𝑃31 𝑃𝑃23 12 0

EXERCISE 1.2. (a) We plot a diagram of the Markov chain.
#specifying transition probability matrix
tm<- matrix(c(1, 0, 0, 0, 0, 0.5, 0, 0, 0, 0.5, 0.2, 0, 0, 0, 0.8,
0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0), nrow=5, ncol=5, byrow=TRUE)

#transposing transition probability matrix tm.tr<- t(tm)

#plotting diagram library(diagram)
plotmat(tm.tr, arr.length=0.25, arr.width=0.1, box.col="light blue", box.lwd=1, box.prop=0.5, box.size=0.12,
box.type="circle", cex.txt=0.8, lwd=1, self.cex=0.3, self.shiftx=0.01, self.shifty=0.09)




3

, State 2 is reflective. The chain leaves that state in one step. Therefore, it forms a separate
transient class that has an infinite period.

Finally, states 3, 4, and 5 communicate and thus belong to the same class. The chain
can return to either state in this class in 3, 6, 9, etc. steps, thus the period is equal to
3. Since there is a positive probability to leave this class, it is transient.

The R output supports these findings.

#creating Markov chain object library(markovchain)
mc<- new("markovchain", transitionMatrix=tm,states=c("1", "2", "3", "4", "5"))

#computing Markov chain characteristics recurrentClasses(mc)

"1"

transientClasses(mc)

"2"

"3" "4" "5"

absorbingStates(mc)

4

Geschreven voor

Vak

Documentinformatie

Geüpload op
8 maart 2026
Aantal pagina's
46
Geschreven in
2025/2026
Type
Tentamen (uitwerkingen)
Bevat
Vragen en antwoorden

Onderwerpen

$18.49
Krijg toegang tot het volledige document:

Verkeerd document? Gratis ruilen Binnen 14 dagen na aankoop en voor het downloaden kun je een ander document kiezen. Je kunt het bedrag gewoon opnieuw besteden.
Geschreven door studenten die geslaagd zijn
Direct beschikbaar na je betaling
Online lezen of als PDF

Maak kennis met de verkoper
Seller avatar
examspremium

Maak kennis met de verkoper

Seller avatar
examspremium University Of California - Los Angeles ( UCLA )
Volgen Je moet ingelogd zijn om studenten of vakken te kunnen volgen
Verkocht
-
Lid sinds
2 maanden
Aantal volgers
1
Documenten
77
Laatst verkocht
-

0.0

0 beoordelingen

5
0
4
0
3
0
2
0
1
0

Recent door jou bekeken

Waarom studenten kiezen voor Stuvia

Gemaakt door medestudenten, geverifieerd door reviews

Kwaliteit die je kunt vertrouwen: geschreven door studenten die slaagden en beoordeeld door anderen die dit document gebruikten.

Niet tevreden? Kies een ander document

Geen zorgen! Je kunt voor hetzelfde geld direct een ander document kiezen dat beter past bij wat je zoekt.

Betaal zoals je wilt, start meteen met leren

Geen abonnement, geen verplichtingen. Betaal zoals je gewend bent via iDeal of creditcard en download je PDF-document meteen.

Student with book image

“Gekocht, gedownload en geslaagd. Zo makkelijk kan het dus zijn.”

Alisha Student

Bezig met je bronvermelding?

Maak nauwkeurige citaten in APA, MLA en Harvard met onze gratis bronnengenerator.

Bezig met je bronvermelding?

Veelgestelde vragen