第二次作业 140705010027 李蓥

1.设X是一个随机变量,取值范围是一个包含M个字母的符号集。证明0≤H(X)≤log2M。

证:0≤ H(X)

因为 H(X)=∑P(Xi)M(Xi) (i=1....M)

P(Xi)≥0

所以 0≤ H(X)

证:H(X)≤log2M

因为 H(x)=-∑P(Xi)log2P(Xi) (i=1....M)

0≤P(Xi)≤1

所以H(X)≤log2

综上所述:0≤H(X)≤log2M

2.证明如果观察到一个序列的元素为iid分布,则该序列的熵等于一阶熵。

证:由香农证明的:对于一个平稳的信源,在极限的情况下,这个值将收敛于熵

H(s)=lim 1/n h2

如果观察到一个序列的元素为idd发布,则

Gn=-nΣp(x1=i1)logp(x1=i1)

熵就是:H(S)=-ΣP(X1)logp(x1)

而一阶熵为H=∑P(Xi)i(Xi)=-∑p(Xi)㏒p(Xi)

所以H=H(s)

所以如果观察到一个序列的元素为idd发布,则该序列的熵等于一阶熵

3、给定符号集A={a1,a2,a3,a4},球以下条件的一阶熵:

(a)P(a1)=p(a2)=p(a3)=p(a4)=1/4

解:H(x)=-∑pi*log pi=-4*1/4*log1/4=2 bit/字符

(b)p(a1)=1/2,p(a2)=1/4,p(a3)=p(a4)=1/8

解:H(x)=-(1/2*log1/2+1/4*log1/4+2*1/8*log1/8)=1/2+1/2+3/4=7/4=1.75 bit/字符

(c)p(a1)=0.505,p(a2)=1/4,p(a3)=1/8,p(a4)=0.12

时间: 2024-10-29 09:51:56

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第二次作业 140705010027 吴蓉

1.设X是一个随机变量,取值范围是一个包含M个字母的符号集.证明0<=H(x)<=log2M. 因为所有概率分布P所构成的熵,在等概率时为最大且为     Hmax(X)=log2M所以    H(X)<=log2M.因为x为一个随机变量,出现的概率为P(X).根据概率的公理化定义有:    0<=P(X)<=1已知 H(X)=-E P(X)*logP(X)则H(X)>=0所以 0<=H(X)<=log2M 2.证明如果观察到一个序列的元素为iid分布,则该

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