Processus de Poisson

Bonsoir,
j'ai commencé à étudier les processus de Poisson et je rencontre quelques difficultés dans la compréhension.  Je commence par vous donner la définition que j'ai d'un processus ponctuel.
Soit $(\Omega, \mathcal{F}, \mathbb{P})$ un espace probabilisé et  $(E,\mathcal{E})$ un espace mesurable. On définit un processus ponctuel $\Pi$ comme une variable aléatoire dont les réalisations sont des ensembles (de point) au plus dénombrables. Si je ne dis pas de bêtises, cela donne
 $\Pi:\Omega\to E$
         $\omega\mapsto\Pi(\omega)={(\pi_{i})_{i\in I}}$  avec $I$ un ensemble au plus dénombrable.
À chaque processus ponctuel on associe son processus de comptage $N$ défini par $N(A)(\omega):=\sharp(A\cap\Pi(\omega))$, pour $A\in\mathcal{E}$.
Ensuite on définit un processus de Poisson de mesure moyenne $\mu$ comme un processus ponctuel dont le processus de comptage vérifie
- Pour des ensembles disjoints $A_1,\ldots, A_k\in\mathcal{E}$, les $N(A_i)$ sont indépendants.
- Pour $A\in\mathcal{E}$, $N(A)$ suit une $\mathcal{P}(\mu(A))$.
Jusque là tout va bien, ce sont des définitions, ensuite on pose $(E,\mathcal{E})=(\mathbb{R}_{+},\mathcal{B})$. Il est alors dit que les "points"  de $\Pi$ (processus de Poisson) peuvent être ordonnés : $0< X_1 < X_2 <\ldots$ afin de pouvoir écrire le processus de comptage comme suit  $N_t : = N([0,t])=\sum_{i=1}^{\infty}1(X_i\leq t)$, avec $[0,t]\in\mathcal{B}$.
C'est ici que ça devient moins clair, il n'est pas précisé explicitement ce que sont les $X_i$ mais je me doute que ce sont des variables aléatoires à valeurs réelles ?
Ensuite, de la compréhension que j'ai d'un processus ponctuel, chaque réalisation peut nous donner un ensemble de cardinal différent, ainsi poser $0< X_1 < X_2 <\ldots$ revient à dire que pour chaque réalisation, j'ai toujours une infinité de "points" $X_i$ alors que ce nombre de $X_i$ est justement censé varier selon les réalisations de $\Pi$ (encore une fois, de la compréhension que j'en ai).  Ou est-ce que je me trompe ? 
Je vous remercie pour votre aide.

Réponses

  • SkyMtn
    Modifié (December 2022)
    Le processus de Poisson ne peut réaliser que des sauts de 1 en 1. On peut définir ses instants de saut par
    $$ X_n = \inf\{t\ge 0 \mid N_t \ge n\} $$ Il s'agit du premier instant $t$ en lequel $N_t = n$ (par continuité à droite de $N$). Et comme les sauts sont presque sûrement de 1 en 1, on a $X_1 < X_2 < X_3 < \cdots$ (pour un processus de comptage quelconque on a juste de la monotonie au sens large, on pourrait avoir des sauts strictement plus grands que 1, voire pas de saut du tout). Le temps $X_n$ peut éventuellement être infini si $N$ n'atteint jamais la valeur $n$ (ce qui n'arrive presque jamais en réalité à cause des axiomes du processus de Poisson).

    Par construction, le nombre $N]0,t]$ de sauts dans l'intervalle $]0,t]$ est égal à la somme $\sum_{n\ge 1} 1_{X_n \le t}$ (c'est presque une tautologie). Tu peux ensuite montrer que les temps entre les sauts $\Delta X_n = X_n - X_{n-1}$ sont des exponentielles indépendantes de paramètre $\lambda$. Tout ceci à condition, bien évidemment, que $N$ soit un processus de Poisson homogène d'intensité $\lambda>0$. :)
  • Yoboc
    Modifié (December 2022)
    SkyMtn
    Merci pour ta réponse !

    Donc les $X_i$ que tu définis ici correspondent au moment de saut du processus de comptage associé au processus de Poisson ! Ce ne sont pas les mêmes que les $X_n$ qui apparaissent dans l'indicatrice quand tu définis plus bas explicitement le processus de comptage $N]0,t]$ ? J'ai une dernière question, c'est quoi la réalisation du processus de Poisson ? Car ici on ne considère que le processus de comptage qui lui est associé et j'ai l'impression de ne pas bien comprendre cette notion de réalisation vu comme un ensemble au plus dénombrable, du moins je ne la vois pas ici. Et je vais m'intéresser à la propriété dont tu m'as fait part concernant les incréments de $X_n$, merci beaucoup d'avoir pris le temps de me répondre !
    [Inutile de reproduire le message précédent. AD]
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