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| | 由式{{EquationNote|1}}可知,多步转移概率其实是一步转移概率的乘积(和)。那么,我们自然地会想到,在计算乘积的过程中,一步转移概率是否会随时间变化? | | 由式{{EquationNote|1}}可知,多步转移概率其实是一步转移概率的乘积(和)。那么,我们自然地会想到,在计算乘积的过程中,一步转移概率是否会随时间变化? |
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| | + | =====时齐性例子:高尔顿钉板===== |
| | + | 回顾前面的三层高尔顿钉板的实验例子,如果我们将钉子按照它所属层的顺序依次编号为1-6,凹槽从左至右编号为7-10,那么小球下落过程构成了一个状态空间<math>S=\{1,2,\ldots,10\}</math>的马尔科夫链,其转移行为如下图所描述: |
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| | + | [[文件:galton.png|缩略图||400像素|无]] |
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| | + | 很显然,这是一个与时间无关的概率转移矩阵的例子,这种情况也叫时齐的马尔科夫链。 |
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| − | 回顾三层高尔顿钉板实验,如果从将钉子按照所属层的顺序依次编号为1-6,格子从左至右编号为7-10,那么小球下落过程构成了一个状态空间<math>S=\{1,2,\ldots,10\}</math>的马尔科夫链,其转移行为如下
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| − | [[文件:galton.png|缩略图||400像素|无]]
| + | =====非时齐性例子:波利亚坛子模型===== |
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| | + | 然而,在另一个经典概率模型——波利亚坛子模型(Polya's urn scheme)中,一步转移概率就与时间有关。 |
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| − | 然而,在一个经典概率模型——波利亚坛子模型(Polya's urn scheme)中,一步转移概率就与时间有关。模型假设坛子中装有<math>b>0</math>个黑球和<math>w>0</math>个白球。每次随机地从坛子中有放回地抽出一个球,并且再放入一个同颜色的球。记<math>X_n</math>为第<math>n</math>次抽取后坛子中黑球的个数,则一步转移概率
| + | 模型假设坛子中装有<math>b>0</math>个黑球和<math>w>0</math>个白球。每次随机地从坛子中有放回地抽出一个球,并且再放入一个同颜色的球。记<math>X_n</math>为第<math>n</math>次抽取后坛子中黑球的个数,则一步转移概率 |
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| | <math>\mathbb{P}(X_n=m+1|X_{n-1}=m)=\frac{m}{b+w+n-1},\ \ \mathbb{P}(X_n=m|X_{n-1}=m)=\frac{b+w+n-1-m}{b+w+n-1}.</math> | | <math>\mathbb{P}(X_n=m+1|X_{n-1}=m)=\frac{m}{b+w+n-1},\ \ \mathbb{P}(X_n=m|X_{n-1}=m)=\frac{b+w+n-1-m}{b+w+n-1}.</math> |
| 第101行: |
第107行: |
| | 显然,上述概率是随着<math>n</math>的变化而变化的。 | | 显然,上述概率是随着<math>n</math>的变化而变化的。 |
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| | + | =====定义===== |
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| | 一般的,当一步转移概率<math>\mathbb{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>\mathbb{P}(X_n=j|X_{n-1}=i)</math>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'''。 | | 一般的,当一步转移概率<math>\mathbb{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>\mathbb{P}(X_n=j|X_{n-1}=i)</math>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'''。 |
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| − | 下面主要讨论离散时间时齐马尔科夫链。
| + | 下面本词条的讨论主要围绕着离散时间时齐马尔科夫链而展开,这是最常见的一种场景。 |
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| | ===时齐马尔科夫链的转移过程——初始状态确定=== | | ===时齐马尔科夫链的转移过程——初始状态确定=== |