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馬爾可夫鏈-Chapman-Kolmogorov方程及其n步轉移概率矩陣

馬爾可夫過程:

馬爾可夫過程按照其狀態和時間引數是否連續或者離散分為三種:1.時間和狀態都離散的叫做馬爾科夫鏈,2.時間和狀態都是連續的叫做馬爾科夫過程,3.時間連續,狀態離散的叫做連續時間的馬爾科夫鏈。

馬爾可夫過程,其特點是,當過程在時刻 T0所處的狀態為已知的條件下,過程在 T 時刻(T>T0)所處的狀態僅與時刻T0 有關,而與過程在T0之前的時刻無關係。

首先宣告的是公式 P(n)=P(1)^n 表示計算的事n步轉移概率矩陣,而不是某一點到另一點的n步轉移概率。

以下不成立:Pij (n) != Pij(1)^n

馬爾可夫鏈(Markov Chain)

例子:一個質點在[1,5]上隨機遊動,只能在時刻n為自然數發生移動且停留在1,2,3,4,5 五個點,在2,3,4點是以1/3的概率向左,2/3的概率向右,在5點上以概率1停留,在1點上以概率1移動到2.

一步轉移概率矩陣:Pij(1) 從狀態i 經過一步到達j狀態的概率如下:

N步轉移矩陣:Pij(n)從狀態i 經過n步到達j狀態的概率 Pij(n)=P(1)^n

理論基礎:Chapman-Kolmogorov方程(c-k公式)

根據C-K方程,可知前面的例子的二步概率矩陣為a*a:矩陣乘法(MatLab 檢驗)

同理,N步轉移概率矩陣

P(n) = P(n-1)P(1) = P(n-2)P(1)P(1) = ..... = P(1)^n