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遍歷性

鎖定
在電力運行、機械加工、大規模的勞動組織等生產過程中,常常會遇到這樣的情況,即不管系統的初始狀態如何,在經歷了一段時間以後,系統就會處於統計平衡狀態(Statistical Equilibrium),這種情況就是數學中所謂的遍歷性問題,遍歷性問題是馬氏鏈理論的一個重要部分。 [1] 
中文名
遍歷性
外文名
ergodicity
所屬學科
數學
定    義
馬氏鏈理論的一個重要部分

遍歷性定義

為齊次馬氏鏈
的k步轉移概率,如果對一切i,j,存在不依賴於i的極限
則稱馬氏鏈
具有遍歷性,若
構成一個概率分佈,則稱該馬氏鏈存在着極限分佈
[1] 

遍歷性遍歷定理

遍歷性定理1

對於有限狀態齊次馬氏鏈,如果存在正整數s,並且對所有的
都有
成立,則該馬氏鏈必具有遍歷性,且式
中的
即為極限分佈,它的方程組
滿足條件
的唯一解。 [1] 

遍歷性定理2

不可約非週期的可列狀態其次馬氏鏈存在平穩分佈的充要條件是,這個鏈的所有狀態都是正常返的,且這時極限分佈
是唯一的平穩分佈。 [1] 

遍歷性例題分析

1.在一計算機系統中,每一循環具有誤差的概率取決於先前一個循環是否有誤差。以0表示誤差狀態,以1表示無誤差狀態,且狀態的一步轉移概率矩陣為
試説明相應齊次馬爾可夫鏈是遍歷的,並求其平穩分佈:
(1)用定義解;
(2)引用遍歷性定理解。
解:
(1)因為
由定義知,此鏈具有遍歷性,其穩態概率為
(2)由定理知因為的腹元均大於0,故此鏈具有遍歷性,且其穩態概率滿足等式
解得
,即平穩分佈
[2] 
2. 設齊次馬爾可夫鏈的一步轉移概率矩陣為
證此鏈不是遍歷的。
解:因為
故對於任意的n,
,且
,故此鏈不是遍歷的。
參考資料
  • 1.    朱翼雋,楊衞國,孫梅,蔡國樑,趙躍.概率論與數理統計(第2版):江蘇大學出版社,2015.06
  • 2.    李裕奇,劉赬.隨機過程 第3版 習題解答:國防工業出版社,2014.09