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2024年12月15日 (日) 13:19的版本
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一般的,称满足上述性质的矩阵为随机矩阵(stochastic matrix)。
一般的,称满足上述性质的矩阵为随机矩阵(stochastic matrix)。
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===演化过程===
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若给定<math>X_n(n\geq0)</math>的分布列
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<math>\pi_n=(\pi_n(1),\pi_n(2),\ldots),</math>
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其中,<math>\pi_n(i)=P(X_n=i),\ i\in S</math>。
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根据全概率公式,<math>X_{n+1}</math>的分布列为
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<math>\pi_{n+1}=\pi_{n}P.</math>
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进一步,递推可得,
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<math>\forall\ n\geq0,\ \ \pi_n=\pi_0P^n.</math>
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注:<math>\pi</math>是一个行向量,上述方程为左手方程(left hand equation)。
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若将等式左右两边同时进行转置,得
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<math>\pi_{n}^{\rm T}=(P^{\rm T})^n\pi_{0}^{\rm T}.</math>
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这是一个一阶线性齐次常微分方程。由递推关系,自然地会联想到,这个系统的长期行为本质上是一个特征值问题。
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===细致平衡条件===
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<math>\pi_i P_{ij}=\pi_jP_{ji},</math>
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则
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<math>\pi_i=\sum_k\pi_kP_{ki}\iff \pi=\pi P.</math>
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证:<math>\pi_i=\pi_i\sum_kP_{ik}=\sum_k\pi_iP_{ik}=\sum_k\pi_kP_{ki}.</math>
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注:<math>\pi_i P_{ij}</math>可以理解为状态<math>i$$向状态<math>j</math>的输送,同理,<math>\pi_jP_{ji}</math>可以理解为状态<math>j</math>向状态<math>i</math>的输送,那么细致平衡表示状态<math>i</math>与状态<math>j</math>之间的相互输送是相同的,
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