常返状态

更新时间:2022-09-25 13:54

马尔可夫链的每一步,系统根据概率分布,可以从一个状态变到另一个状态,也可以保持当前状态。根据状态转移的不同特性,可以把马尔科夫链的状态分为常返状态和非常返状态。马尔可夫链的具有无穷多次返回特性的状态就称为常返状态。

定义

对于状态 ,如果 ,则称状态 为常返状态(返回状态);如果 ,则称状态 为非常返态(滑过态)。

注:“常返”一词,有时又称“返回”、“常驻”或“持久”;

“非常返”也称“滑过”或“瞬时”。

分类

常返状态分为正常返状态零常返状态

令条件数学期望:

是从状态 出发,首次到达状态 的平均转移步数(时间)。

注:若,则是从状态出发,首次返回状态的平均转移步数,成为状态的平均返回时间;对应的称为状态的返回概率;称为从状态出发经过n步转移首次返回状态的概率。

正常返态和零常返态的定义:对于常返态,若,则称状态是正常返的;否则,若,则称状态是零常返的。

常返态和非常返态的判别

定理:是常返态的充要条件是。状态是非常返(<1)的。

相关定理

(1) 若=1,则系统以概率1无穷次返回状态;若<1,则系统以概率1只有有穷次返回状态。

(2) 设是常返态,则

① 是零常返态的充要条件是;

② 是正常返态的充要条件是。

(3)一个状态有限的马尔科夫链,不可能所有状态都为非常返态。

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