计算随机游走的稳态概率向量{ 0 , 1 , ... , n }{0,1,…,n}

机器算法验证 可能性 自习 随机过程
2022-03-31 08:09:52

假设我们在上进行随机游走,具有转移概率{0,,n}

P(x,x+1)=pP(x,x1)=1p

对于 , , ,1xn1P(0,1)=aP(0,0)=1aP(n,n1)=bP(n,n)=1b

我需要计算这个随机游走的稳态向量首先我写下五个差分方程π

π(x+1)(1p)+π(x1)p=π(x)       2xn2

π(0)(1a)+π(1)(1p)=π(0)

π(0)a+π(2)(1p)=π(1)

π(n1)p+π(n)(1b)=π(n)

π(n2)p+π(n)b=π(n1)

我们也有要求

k=0nπ(x)=1

第一个方程的通解是

π(x)=k1+k2(pp1)x,  p1/2

π(x)=k1+k2x,    p=1/2

我不确定下一步该怎么做。任何帮助表示赞赏。

2个回答

你可以解决你的第二个方程给,然后你的第三个给,然后你首先给,最后是你的第四个给你的第五个方程并不独立于其他方程。π(1)=a1pπ(0)π(2)=ap(1p)2π(0)π(x)=ap(p1p)xπ(0)0<x<nπ(n)=pbπ(n1)=ab(p1p)n1π(0)

您现在可以将这些项相加,注意中间的几何级数,并将总和设置为以求解,从而找到的所有值。1π(0)π(x)

以下是解决这些问题的通用步骤。第一次计算可能很困难或很耗时,因此请不要犹豫,使用wolframalpha等在线符号方程求解器来争取时间。

  1. 首先解决案例以明确计算并尝试猜测对于较大的的一般形式是什么。如果猜测步骤不简单,您应该尝试解决的情况并了解如何从传递到n=3π3πnnn=4π3π4
  2. 通过对的归纳证明验证,其中是过程的转移矩阵。nπnπnPn=πnPn
  3. 证明你的马尔可夫链的遍历性,以声称是唯一的稳态分布。πn