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注:<math>\pi_i P_{ij}</math>可以理解为状态<math>i</math>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,
 
注:<math>\pi_i P_{ij}</math>可以理解为状态<math>i</math>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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==转移概率矩阵的特征值==
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下面考察<math>P</math>的特征值,由于<math>P</math>的行和为<math>1</math>,那么
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<math>P\mathbf{1}=\begin{bmatrix}
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p_{11}& p_{12}&\ldots\\
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p_{21}& p_{22}&\ldots\\
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\vdots& \vdots&\ddots\\
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\end{bmatrix}\begin{bmatrix}
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1 \\
 +
1\\
 +
\vdots\\
 +
\end{bmatrix}=\begin{bmatrix}
 +
\sum_{j\in S}{p_{1j}}\\
 +
\sum_{j\in S}{p_{2j}}\\
 +
\vdots\\
 +
\end{bmatrix}=\begin{bmatrix}
 +
1 \\
 +
1\\
 +
\vdots\\
 +
\end{bmatrix}=\mathbf{1}.</math>
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即<math>1</math>是<math>P</math>的特征值,且对应的特征向量为</math>\mathbf{1}</math>。另一方面,
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<math>det(P-\lambda I)=det((P-\lambda I)^{\rm T})=det(P^{\rm T}-\lambda I).</math>
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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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进一步,若<math>\pi_0</math>是方程<math>\pi=\pi P</math>的解,那么由递推关系得
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<math>\pi_n=\pi_0P^n=\pi P^n=\pi.</math>
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即若<math>P(X_0=i)=\pi_0(i)</math>,有<math>\forall\ n,\ P(X_n=i)=\pi_0(i)</math>,称<math>\pi_0</math>为平稳分布。
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进一步,设<math>\lambda</math>为<math>P</math>的任一特征值,对应的特征向量为<math>x=(x_1,x_2,\ldots)^{\rm T}</math>。那么,<math>\lambda</math>也是<math>P^{\rm T}</math>的特征值,且</math>\lambda x^{\rm T}=x^{\rm T}P^{\rm T}</math>,展开得
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<math>\lambda x_j=\sum_{i}p_{ij}x_i.</math>
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不失一般性,假设<math>|x_j|=\max_{k}|x_i|</math>,那么
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<math>|\lambda|\cdot|x_j|=\Big|\sum_i p_{ij}x_i\Big|\leq\sum_{i}p_{ij}|x_i|\leq\sum_{i}p_{ij}|x_j|=|x_j|.</math>
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那么,<math>|\lambda|\leq 1</math>。
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注:上述两条性质对于一般的随机矩阵均成立。
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