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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=====
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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]]
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=====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
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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
    
<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>
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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=====
    
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。
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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。
    
===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===