Autor Tema: resolver integral doble con dx dy cambiados de orden dy dx ¿?

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07 Febrero, 2011, 10:05 pm
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marcosms

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Hola! pues aquí vengo con mis dudas... como siempre :)

tengo un ejercicio de probabilidad en el que se pide calcular el valor de \( c \)

la función que describe el conjunto \( f(x, y \)) es :


 \( f(x, y) = \left \{ \begin{matrix} c & 0 < y\le 1-x \le 1
\\ 0 & \mbox{ resto}\end{matrix}\right \)

de esta función obtengo que los intervalos de x e y van a ser estos:

\( x =\displaystyle\int_{0}^{1} \) \( y=\displaystyle\int_{0}^{1-x} \)

entonces, aplicando esto:

\( f(x)=\displaystyle\int_{-\infty}^{+\infty} \displaystyle\int_{-\infty}^{+\infty} f(x,y)dx.dy = 1 \)

...se pasa a resolver la integral, pero ¿Qué es lo que no entiendo?

que la profesora ha cambiado de orden el \( dx \) y \( dy \) y no se porque. Y claro... no me resulta lo mismo resolver esto:

integral de la profe \( f(x)=\displaystyle\int_{0}^{1} \displaystyle\int_{0}^{1-x} c.dy.dx = 1 \)

mi integral  \( f(x)=\displaystyle\int_{0}^{1} \displaystyle\int_{0}^{1-x} c.dx.dy = 1 \)

¿Por qué ha hecho esto?

Muchas gracias por adelantado!

07 Febrero, 2011, 10:47 pm
Respuesta #1

Dogod

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mm no me acuerdo bien de este tema, pero, creo que está mal escrito tu enunciado, en todo caso, si se trata de hallar el valor de \( c \) que hace que

\( f(x)=\displaystyle\int_{-\infty}^{+\infty} \displaystyle\int_{-\infty}^{+\infty} f(x,y)dx.dy = 1 \), y \( 0 \) en otro caso,

para \( 0 < y \leq{1- x}\leq{1} \), el intervalo es, resolviendo la desigualdad:

Para \( y = [{y<=1-x,0<y}] \), para \( x: [{0<=x,x<=1-y}] \)

De modo que resolviendo


\( c\displaystyle\int_{0}^{1 - y}\displaystyle\int_{0}^{1-x}dy.dx = 1 \), el valor de \( c = -\displaystyle\frac{2}{-1 + y^2} \).

Ahora bien, lo que creo que se hace en este caso, como son variables aleatorias de sucesos independientes, es tener en cuenta sólo el rango en que se mueven \( x \) e \( y \), de manera independiente, en este caso el problema a resolver es (teniendo en cuenta el recorrido de ambas variables en las desigualdades de arriba):

\( \displaystyle\int_{0}^{1} \displaystyle\int_{0}^{1-x} c.dy.dx = 1 \), de donde \( c = 2 \).

Y por eso creo que tu profesora lo hace correctamente de ese modo. Y tú te equivocas al sacar el intervalo pues por ejemplo \( x \) no sólo tiene que ser mayor que \( y \) si no mayor que \( 0 \), y menor que \( 1 \), pero además \( y \) no sólo es menor que \( 1 \), si no que antes que eso, es menor que \( 1 - x \). Es algo así como "pararse" en cada esquina de los intervalos de esa inecuación.


Un saludo

Las cosas pasan es por algo, y no hay mal que por bien no venga dicen en mi tierra...

08 Febrero, 2011, 01:17 am
Respuesta #2

marcosms

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para que no haya dudas con el enunciado, lo pongo entero.

Sea x,y una variable bidimensional, con función conjunta:

\( f(x, y) = \left \{ \begin{matrix} c & 0 < y\le 1-x \le 1
\\ 0 & \mbox{ resto}\end{matrix}\right \)

1) Calcular constante c.

Cogemos\(  y=1-x \) y vemos su gráfica. que se mueve sobre la \( x \) entre \( 0 \) y \( 1 \) y la \( y \) se mueve entre \( 0 \) y \( 1 \). se ve un triángulo rectángulo.

entonces, para resolver c, se utiliza:

\( f(x)=\displaystyle\int_{-\infty}^{+\infty} \displaystyle\int_{-\infty}^{+\infty} f(x,y)dx.dy \)

que sabemos que es 1. De ahí:

\( f(x)=\displaystyle\int_{-\infty}^{+\infty} \displaystyle\int_{-\infty}^{+\infty} f(x,y)dx.dy = 1 \)

Luego, comentó la profesora que cuando tenemos dos intervalos del tipo:

\( c\displaystyle\int_{0}^{1 - y}\displaystyle\int_{0}^{1-x}dy.dx \)

Se toma uno solo como incógnita:

\( \displaystyle\int_{0}^{1} \displaystyle\int_{0}^{1-x} c.dy.dx = 1 \)

cosa que no entiendo, porque si al dibujar la gráfica hemos visto que tanto\( x \) como \( y \) se mueven en el intervalo (0,1)
¿Por qué no se utilizan estos intervalos? y si no se utilizan los dos, ¿Por qué solo se pone a uno como \( 1-x \)?

Cosa que no veo clara... A mí me dijeron que si yo tengo una integral así:

\( f(x)=\displaystyle\int_{-\infty}^{+\infty} \displaystyle\int_{-\infty}^{+\infty} f(x,y)dx.dy = 1 \)

la primera integral pertenecía al intervalo de la \( x \) y la segunda integral al intervalo de la \( y \). por eso se pone \( dx \) \( dy \). Así a la hora de resolverlo se integra en función de \( dx \) con el intervalo de la \( y \) y en función de \( dy \) con el intervalo de la \( x \)

lo que está haciendo con esto:

\( c\displaystyle\int_{0}^{1 - y}\displaystyle\int_{0}^{1-x}dy.dx = 1 \)

es integrar la \( y \) con su propio intervalo y la \( x \) con su propio intervalo también...  ??? ??? ???

La solución es \( c=2 \) pero sigue sin quedarme claro esto último que te he comentado...  :banghead: Menudo lío...

Si no me he explicado bien, por favor, vuelve a preguntarme :)

Saludos!  :D

08 Febrero, 2011, 01:57 pm
Respuesta #3

Dogod

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La región de integración es un triángulo rectángulo y es donde la función de densidad está definida positiva. Por tal motivo y como debemos garantizar eso, \( X \) sí va de \( 0 \) a \( 1 \), pero recuerda que estamos hablando de una región solución para la función de densidad, por lo tanto no puedes decir que \( y \) va estrictamente de cero a \( 1 \), ya que toma todos los valores por debajo de la recta \( y = 1-x \); de ahí los intervalos.


Un saludo.


Dogod
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08 Febrero, 2011, 04:06 pm
Respuesta #4

marcosms

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Lo que comentas de los intervalos de cada una lo entiendo. Ahora...

...
Ahora bien, lo que creo que se hace en este caso, como son variables aleatorias de sucesos independientes, es tener en cuenta sólo el rango en que se mueven \( x \) e \( y \), de manera independiente, en este caso el problema a resolver es (teniendo en cuenta el recorrido de ambas variables en las desigualdades de arriba):

\( \displaystyle\int_{0}^{1} \displaystyle\int_{0}^{1-x} c.dy.dx = 1 \), de donde \( c = 2 \).
...

¿Tu dices que integra la y con el intervalo de la y(0, 1-x) e integra la x con su propio intervalo (0,1) por ser sucesos independientes? Esto no me queda claro.

saludos!

08 Febrero, 2011, 04:08 pm
Respuesta #5

Dogod

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Sí, y por las últimas razones que te doy en mi mensaje pevio a éste.


Un saludo.
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08 Febrero, 2011, 05:09 pm
Respuesta #6

Dogod

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Lo que comentas de los intervalos de cada una lo entiendo. Ahora...

...
Ahora bien, lo que creo que se hace en este caso, como son variables aleatorias de sucesos independientes, es tener en cuenta sólo el rango en que se mueven \( x \) e \( y \), de manera independiente, en este caso el problema a resolver es (teniendo en cuenta el recorrido de ambas variables en las desigualdades de arriba):

\( \displaystyle\int_{0}^{1} \displaystyle\int_{0}^{1-x} c.dy.dx = 1 \), de donde \( c = 2 \).
...

¿Tu dices que integra la y con el intervalo de la y(0, 1-x) e integra la x con su propio intervalo (0,1) por ser sucesos independientes? Esto no me queda claro.

saludos!


Sí. Mira que la función de densidad la integras parcialmente para poder hallar las probabilidades marginales de \( x \)  e \( y \).

Un saludo.
 
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