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大小无更改 、 2024年12月29日 (日) 13:35
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==基本概念==
 
==基本概念==
 
===离散(或连续)时间马尔科夫链===
 
===离散(或连续)时间马尔科夫链===
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马尔可夫过程是一类特殊的随机过程,在给定当前状态下,对于未来状态的预测便不再依赖于过去状态。下面介绍两种简单类型的马尔可夫过程,离散时间马尔可夫链(简称马尔可夫链,Markov chain)以及连续时间马尔可夫链。
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马尔科夫过程是一类特殊的随机过程,在给定当前状态下,对于未来状态的预测便不再依赖于过去状态。下面介绍两种简单类型的马尔科夫过程,离散时间马尔科夫链(简称马尔科夫链,Markov chain)以及连续时间马尔科夫链。
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称状态空间<math>S=\{1,2,\ldots\}</math>上的随机过程<math>\{X_n,\ n=0,1,2,\ldots\}</math>是马尔可夫链或具有马尔可夫性质,若满足
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称状态空间<math>S=\{1,2,\ldots\}</math>上的随机过程<math>\{X_n,\ n=0,1,2,\ldots\}</math>是马尔科夫链或具有马尔科夫性质,若满足
    
<math>\forall n,\ \ P(X_n=j|X_{n-1}=i,X_{n-2}=x_{n-2},\ldots,X_1=x_1)=P(X_n=j|X_{n-1}=i),</math>
 
<math>\forall n,\ \ P(X_n=j|X_{n-1}=i,X_{n-2}=x_{n-2},\ldots,X_1=x_1)=P(X_n=j|X_{n-1}=i),</math>
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其中,<math>X_n=j</math>表示过程在时刻<math>n</math>处于状态<math>i</math>,称<math>P(X_n=j|X_{n-1}=i)</math>为马尔可夫链的一步转移概率,并引入记号<math>P_{ij}(m,n)=P(X_n=j|X_m=i)</math>。
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其中,<math>X_n=j</math>表示过程在时刻<math>n</math>处于状态<math>i</math>,称<math>P(X_n=j|X_{n-1}=i)</math>为马尔科夫链的一步转移概率,并引入记号<math>P_{ij}(m,n)=P(X_n=j|X_m=i)</math>。
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称状态空间<math>S=\{1,2,\ldots\}</math>上的随机过程<math>\{X_t,\ t\geq 0\}</math>是连续时间马尔可夫链,若满足
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称状态空间<math>S=\{1,2,\ldots\}</math>上的随机过程<math>\{X_t,\ t\geq 0\}</math>是连续时间马尔科夫链,若满足
 
<math>\forall n,\ 0\leq t_0<t_1<\ldots<t_{n-1}<t_{n},\ \ P(X_{t_n}=j|X_{t_{n-1}}=i,X_{t_{n-2}}=x_{t_{n-2}},\ldots,X_{t_{0}}=x_{t_{0}})=P(X_{t_n}=j|X_{t_{n-1}}=i).</math>
 
<math>\forall n,\ 0\leq t_0<t_1<\ldots<t_{n-1}<t_{n},\ \ P(X_{t_n}=j|X_{t_{n-1}}=i,X_{t_{n-2}}=x_{t_{n-2}},\ldots,X_{t_{0}}=x_{t_{0}})=P(X_{t_n}=j|X_{t_{n-1}}=i).</math>
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本词条将集中介绍离散时间马尔可夫链的内容。特别的,当一步转移概率<math>P(X_n=j|X_{n-1}=i)</math>只与状态<math>i,j</math>有关,而与时刻<math>n</math>无关(平稳性假设),称此马尔可夫链为时齐马尔可夫链(homogeneous);若<math>P(X_n=j|X_{n-1}=i)</math>不仅与状态<math>i,j</math>和时刻<math>n</math>均有关,则称此马尔可夫链为非时齐的。下面主要讨论时齐马尔可夫链。
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本词条将集中介绍离散时间马尔科夫链的内容。特别的,当一步转移概率<math>P(X_n=j|X_{n-1}=i)</math>只与状态<math>i,j</math>有关,而与时刻<math>n</math>无关(平稳性假设),称此马尔科夫链为时齐马尔科夫链(homogeneous);若<math>P(X_n=j|X_{n-1}=i)</math>不仅与状态<math>i,j</math>和时刻<math>n</math>均有关,则称此马尔科夫链为非时齐的。下面主要讨论时齐马尔科夫链。
    
===转移概率矩阵===
 
===转移概率矩阵===
第44行: 第44行:     
===状态分类===
 
===状态分类===
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讨论一下马尔可夫链各个状态之间的关系,
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讨论一下马尔科夫链各个状态之间的关系,
      第54行: 第54行:       −
那么,可以将互通的状态归为一类,且任一状态仅属于一个类。特别的,若马尔可夫链中只存在一个类,则称它是不可约的(irreducible);否则,称为是可约的(reducible)。
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那么,可以将互通的状态归为一类,且任一状态仅属于一个类。特别的,若马尔科夫链中只存在一个类,则称它是不可约的(irreducible);否则,称为是可约的(reducible)。
    
==演化性质==
 
==演化性质==
第110行: 第110行:  
所以,<math>1</math>也是<math>P^{\rm T}</math>的特征值。
 
所以,<math>1</math>也是<math>P^{\rm T}</math>的特征值。
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注:即方程<math>\pi=\pi P</math>总有非零解,这与马尔可夫链是否有极限没有关系。
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注:即方程<math>\pi=\pi P</math>总有非零解,这与马尔科夫链是否有极限没有关系。
     
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