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出生-死亡过程

阐述

给定 X={0,1,,n}\mathcal X=\{0,1,\cdots,n\},定义转移矩阵为

P(x,y)={pxy=x+1qxy=x1rxy=xP(x, y)= \begin{cases}p_x & y=x+1 \\ q_x & y=x-1 \\ r_x & y=x\end{cases}

实例

性质

  • 如果 x,px,qx>0\forall x, p_x,q_x>0,则该链是不可约的
  • 如果 x,rx>0\exists x, r_x>0,则该链是非周期性的

在不可约的情况下,可以通过稳态分布#可逆性来求解出

π(x)=wxxwx\pi(x)=\frac{w_x}{\sum_x w_x}

其中 wx=i=1x(pi1/qi)w_x=\prod_{i=1}^x(p_{i-1}/q_i)。特别地,如果所有 p,qp,q 都相等,则

π(x)=(p/q)x(1p/q)1(p/q)n\pi(x)=\frac{(p / q)^x(1-p / q)}{1-(p / q)^n}

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参考文献