| 第443行: |
第443行: |
| | | | |
| | ====连续时间马尔科夫链的基础==== | | ====连续时间马尔科夫链的基础==== |
| | + | =====时齐性===== |
| | + | 与离散时间马尔科夫链相同,若连续马尔科夫链的转移概率<math>P(X(t+s)=j|X(s)=i)</math>与初始时刻<math>s</math>无关,那么称该马尔科夫链是时齐的。简记<math>P(X(t+s)=j|X(s)=i)=P_{ij}(t)</math>,相应地记转移概率矩阵为<math>P(t)</math>。特别的,<math>P(0)=I</math>。 |
| | + | |
| | + | |
| | + | =====C-K方程===== |
| | + | 与离散时间马尔科夫链相同,连续马尔科夫链也能得到C-K方程: |
| | + | |
| | + | <math>P_{ij}(t+s)=\sum_{k\in S}P_{ik}(t)P_{kj}(s),</math> |
| | + | |
| | + | 对应的矩阵形式为 |
| | + | |
| | + | <math>P(t+s)=P(t)P(s)</math>。 |
| | + | |
| | + | |
| | + | 上式中乘积转化为求和,这会自然地联想到指数函数。由于指数函数具有特殊的求导性质,所以考察转移概率矩阵的变化率 |
| | + | |
| | + | <math> |
| | + | \begin{aligned} |
| | + | &\frac{1}{\Delta t}\left(P(t+\Delta t)-P(t)\right)\\ |
| | + | &=\frac{1}{\Delta t}\left(P(t)P(\Delta t)-P(t)\right)\\ |
| | + | &=P(t)\left(\frac{P(\Delta t)-I}{\Delta t}\right)。 |
| | + | \end{aligned} |
| | + | </math> |
| | + | |
| | + | 易知,当<math>\Delta t \to 0</math>,有<math>P(\Delta t)\to I</math>。那么,假设 |
| | + | <math>\lim_{\Delta t\to 0}\frac{P(\Delta t)-I}{\Delta t}</math>存在并记为<math>Q</math>,则 |
| | + | |
| | + | <math>\frac{d}{dt}P(t)=P(t)Q</math>, |
| | + | 称为前向方程。 |
| | + | |
| | + | 同理,由于 |
| | + | |
| | + | <math> |
| | + | P(t+\Delta t)=P(\Delta t)P(t), |
| | + | </math> |
| | + | |
| | + | 可得 |
| | + | |
| | + | <math>\frac{d}{dt}P(t)=QP(t)</math>, |
| | + | 称为后向方程。 |
| | + | |
| | + | 进一步,由初值条件<math>P(0)=I</math>, |
| | + | 可得 |
| | + | |
| | + | <math>P(t)=\exp(Qt)</math>。 |
| | | | |
| | ==连续时间马尔科夫链== | | ==连续时间马尔科夫链== |