平稳分布的定义
一个平稳分布(或不变分布) 对于转移矩阵为 的马尔可夫链,是一个不随时间变化的概率分布。它由方程 定义。这意味着如果系统初始处于分布 ,那么它将在所有后续时间步都保持在 at all subsequent time steps.
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本节介绍马尔可夫链中平稳分布(或称不变分布)的概念,其定义由方程给出,其中为该分布,为转移矩阵。它说明这一分布在时间演化中保持不变。求解方法是解这个线性方程组。随后通过一个具体例子进行演示:如何根据含两个状态A与B、以及给定转移概率的状态图,构造出转移矩阵。本节最后进行合理性检验,验证该转移矩阵各行元素之和为1。 本节演示了二状态马尔可夫链平稳分布的计算过程。从转移矩阵 P 和状态图出发,主讲人定义了平稳向量 π,并建立方程 。通过矩阵与向量乘法,该方程被展开为包含两个线性标量方程的方程组。随后,主讲人通过消去小数并整理各项,发现这两个方程实际上化简为同一关系式:。这揭示了马尔可夫链的一个关键性质:平衡方程线性相关,导致方程组欠定,因而需要引入归一化约束(将在下一部分引出)才能得到唯一解。 本片段求解一个二状态马尔可夫链的平稳分布,其转移矩阵为 。从板书上已有的平衡关系 出发,主讲人擦除图示以腾出空间,重写 ,补充归一化方程 ,代入 ,解得 和 。最终答案为行向量 。
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依据视频画面与讲解整理,并非逐字语音转写。
视频首先回顾马尔可夫链在时刻的状态分布的一般公式,即。其中,为时刻的分布,为初始分布,为转移矩阵。
通常情况下,分布在每一步都会发生变化。但存在一种特殊情况:即使乘以转移矩阵,该分布仍保持不变。
这种特殊情况由方程定义。满足此条件的分布称为**平稳分布**或**不变分布**。它代表了马尔可夫链的长期平衡状态。
求平稳分布的标准方法是求解由方程所给出的线性方程组,并附加约束条件:中的各概率之和必须等于1。
通过一个例子来说明这些概念:给出一个具有两个状态 A 和 B 的马尔可夫链,其状态图如下。转移概率为:从 A 到 A 是0.3,从 A 到 B 是0.7,从 B 到 A 是0.4,从 B 到 B 是0.6。
由该状态图可构造出对应的转移矩阵。其中,元素表示从状态转移到状态的概率。因此,该矩阵为。
最后,执行一项关键的合理性检验,以确保转移矩阵有效。对于任意马尔可夫链,离开任一给定状态的概率之和必须为1。这一性质通过验证矩阵的每一行之和是否均为1来确认:即和。
We verify that the transition matrix 的有效性: 和 。附图展示了状态A与B之间的转移流程。
接下来,我们将平稳分布定义为行向量 ,其中 和 分别表示系统长期处于状态 A 和状态 B 的概率。
为求得这些值,我们应用基本的平稳方程 。将具体的矩阵 代入后,我们准备进行矩阵与向量的乘法运算。
将行向量 与矩阵 的第一列相乘,得到第一个标量方程:;类似地,与第二列相乘则得到第二个方程:。
为简化代数运算,我们将两个方程同乘以 10 以消除小数。第一个方程变为 ,第二个方程变为 。
现在我们重新整理各项,使变量集中。在第一个方程中,将 移至右侧,得到 ;在第二个方程中,将 移至左侧,得到 。
观察最终形式,我们发现和是完全相同的陈述。这种冗余意味着系统仅为两个未知数提供了一个独立约束,因此若无额外条件(例如归一化条件),该系统无法求解。
黑板上首先展示了一个两状态马尔可夫链:状态 A 和 B,转移概率分别为0.3、0.7、0.4和0.6,转移矩阵为 ,且满足平稳条件 。右侧,先前的代数推导已将平衡方程简化为 。
为腾出空间,主讲人擦去了图示与矩阵,然后将未知向量重写为行向量 。他指出,由于 π 是一个概率分布,其分量必须满足 。这一归一化条件提供了确定平稳向量所必需的第二个独立方程。
从 出发,两边同除以 4,得到 。将其代入 ,得 ,即 ,因此 。
再次利用归一化条件,。
将各分量合并,平稳分布即为行向量 ,该结果在黑板上被框出。
一个平稳分布(或不变分布) 对于转移矩阵为 的马尔可夫链,是一个不随时间变化的概率分布。它由方程 定义。这意味着如果系统初始处于分布 ,那么它将在所有后续时间步都保持在 at all subsequent time steps.
为求马尔可夫链的平稳分布,需解线性方程组。这等价于求转移矩阵对应于特征值1的左特征向量。所得解还需满足各分量非负且总和为1。
马尔可夫链的转移矩阵可由其状态图构造得出。对于含有个状态的链,是一个阶矩阵,其中元素表示从状态转移到状态的概率。一个关键性质是:的每一行之和必须为1,因为从任一状态出发,转移到所有可能下一状态(包括停留在自身)的总概率必须为1。
平稳分布是一个满足的行向量,它表示马尔可夫链各状态在平衡状态下的概率。
向量-矩阵乘积展开为一个线性方程组。对于一个2状态的链,这将产生两个标量方程,分别对应于的列。
在任意有限马尔可夫链中,由导出的方程是线性相关的。对它们进行化简后通常会发现,这些方程彼此互为倍数,因而仅提供个独立约束来确定个状态。
平稳分布 π 由不动点方程 定义。本片段中,该方程已被展开为按分量写出的平衡关系,最终导出比例关系 。
由于 π 是定义在两个状态上的概率分布,其分量之和必须等于 1。这提供了将比例关系转化为精确概率所需的第二个非冗余方程。
由 ,可改写为 ,再代入 。由此得 ,故 ,且 。
在求得 后,利用归一化条件可得 。因此,平稳分布为行向量 [, ]。
按知识点查看条件、步骤和证据。补充解释与视频直接内容分别标明。
黑板上显示手写的方程。
主讲人说:“如我们之前所见,πₙ 等于 π₀ 乘以 p 的 n 次方。”
时间步处的概率分布行向量。
马尔可夫链各状态上的概率行向量。
黑板上显示 在方程中 。
主讲人称其为“π₀”。
时间步0处的初始概率分布行向量。
马尔可夫链各状态上的概率行向量。
黑板上显示 在方程中 。
主讲人称其为“p 的 n 次方”,随后又称其为“转移矩阵”。
该马尔可夫链的转移矩阵。
一个每行元素之和为1的方阵。
黑板上显示 在方程中 。
说话人说“p 的 n 次方”。
转移矩阵的 次幂 ,表示在恰好 步骤。
一个每行元素之和为1的方阵。
黑板上显示方程。
说话人说:“当行向量 pi 乘以这个 p 后不发生变化……pi 乘以 p 等于 pi。”
一个平稳分布(或不变分布),即一个概率分布行向量,它在乘以转移矩阵后保持不变。
马尔可夫链各状态上的概率行向量。
黑板上画了一个标有‘A’的圆圈,代表马尔可夫链中的一个状态。
说话人说:“有两个状态 A 和 B。”
示例马尔可夫链中的两个状态之一。
马尔可夫链的状态空间。
黑板上画了一个标有“B”的圆圈,代表马尔可夫链中的一个状态。
说话人说:“有两个状态 A 和 B。”
该示例马尔可夫链中另外那个状态。
马尔可夫链的状态空间。
P
一个具有状态 A 和 B 的二状态马尔可夫链的转移概率矩阵。
2行2列的实数矩阵
转移图中标签为 'A' 的状态节点。
矩阵 P 中的行标签 'A'。
A
马尔可夫链中的两个状态之一。
离散状态空间中的元素
转移图中标签为 'B' 的状态节点。
矩阵 P 中的列标签 'B'。
B
马尔可夫链中的另一个状态。
离散状态空间中的元素
π 等于 与 组成的区间
令我们的 π 等于行向量 πa 和 πb
π
表示状态 A 与 B 上平稳分布的行向量。
实数行向量
作为向量 π 的第一个分量出现。
处于状态 A 的平稳概率。
实数(概率)
黑板上显示了方程。
说话人说:“当行向量 pi 与这个 p 相乘后保持不变时,存在一种特殊情况……我们称 pi 为平稳分布;换言之,也称其为不变分布。”
平稳分布(又称不变分布)是一个概率分布行向量,它在与马尔可夫链的转移矩阵相乘后保持不变。这意味着:若系统初始处于该分布,则它在所有未来的时刻都将保持在此分布中。
是一个行向量。
是该马尔可夫链的转移矩阵。
的元素均为非负数,且总和为1。
说话人说:“为求得这样的分布,我们通常只需解这个线性方程组:pi P 等于 pi。”
要求马尔可夫链的平稳分布,需解由给出的线性方程组,并满足中各概率之和为1这一约束条件。
是该马尔可夫链的转移矩阵。
πP 等于 π
求解方程 πP 等于 π
马尔可夫链的平稳分布 π 满足线性方程组 ,其中 π 是一个概率行向量。
π 是一个行向量
P 是转移矩阵
是一加零点四,加上零点六也是一。
句子开头被截断;它很可能指的是第一行的和 。
一个有效的转移概率矩阵的每一行之和必须为 1,以确保从任一状态出发,转移到所有可能下一状态的总概率为 1。
P 是一个随机矩阵
黑板上明确写出 。
主讲人表示将擦除马尔可夫链图示以腾出更多空间,表明当前展示的设定是求解平稳分布的起点。
对于这个两状态链,平稳分布 π 由不动点方程 定义,其中 P 是转移矩阵。视频中利用该方程推导出按分量成立的平衡关系。
π 是一个行向量。
P 是该马尔可夫链的转移矩阵。
主讲人说:‘我们知道它是一个有效的概率分布,因此其各分量之和必须为一。’
他写出 。
由于 π 是定义在两个状态上的概率分布,其各项之和必须等于 1。这提供了求解 和 所需的第二个独立方程。
π 是一个有效的概率分布。
状态空间恰好包含两个状态:a 和 b。
主讲人将 称为‘可用作第二个非冗余方程的等式’。
在由平衡方程推导出 与 之间的关系后,该方法是将该关系与归一化条件配对,从而得到一个可解的方程组。
其中一个方程来自平稳性/平衡条件。
另一个方程来自总概率等于 1。
讲解者指出,分布通常在每个时间步都会发生变化,但存在一种特殊情况:当它与转移矩阵相乘时保持不变。
黑板上展示了方程。
从时间处分布的一般公式出发:。
这是马尔可夫链一个已被确立的性质。
考虑分布在相邻时间步之间不发生变化的情形,即。
这正是某种特殊、恒定情形的定义。
若令,则有;令二者相等,即得。
基于‘无变化’条件所作的代数代入。
一个分布 满足 称为平稳分布(或不变分布)。
这是主讲人给出的定义。
平稳分布由方程定义,即它是转移矩阵对应特征值1的左特征向量。
白板上展示的分步代数运算过程。
讲解员逐条解释向量与矩阵相乘并化简的每一步。
将具体的矩阵 P 和向量 π 代入平稳方程 。
平稳分布的定义。
对第一个分量执行矩阵-向量乘法。
矩阵乘法法则。
对第二个分量执行矩阵-向量乘法。
矩阵乘法法则。
将第一个方程两边同乘10以消除小数。
代数等价性。
将第二个方程两边同乘10以消除小数。
代数等价性。
将第一个化简后的方程重排,把移至等号右侧。
代数运算。
将第二个化简后的方程重排,把移至等号左侧。
代数运算。
观察可知,两个推导出的方程完全相同。
逻辑等价。
方程组 仅给出一个关联 与 的独立线性方程,因此若无归一化等额外约束,该方程组是欠定的。
“我们实际上无法解这个方程组……因为有两个未知量……但我们只有一个有效的方程。那么该怎么办呢?”
确定待求解的变量。
问题设定。
统计由 推导出的线性无关方程的个数。
前一步推导的结果。
将方程个数与未知量个数进行比较。
算术比较。
仅用 无法唯一求解该系统;还需要一个独立的第二方程。
黑板上已写出:,,然后是 ,,最后是 。
主讲人说:‘因此我之前得到的是 等于 。’
这些平衡方程的先前推导发生在此片段之前;此处仅复用了最终结论 。
第一行显示的式子将 a 分量的平衡方程乘以 10,以消去小数。
对等式的代数缩放。
第二行展示式对 b 分量的平衡方程执行了相同操作。
对等式进行代数缩放。
这是第一个缩放后方程的简化形式。
乘以10后的算术化简。
这是第二个缩放后方程的简化形式。
乘以10后的算术化简。
整理这两个简化后的平衡方程,可得到 与 之间相同的正比关系。
两边分别移项并化简。
平稳概率满足 。
板书依次写出:,然后 ,接着 ,再得 ,最后 。
说话人表示他将把这个结果代入方程,得到 ,然后 ,从而 。
从平衡方程导出的比例关系出发。
此前已推导出的结果。
两边同时除以4,将 表示为 的形式。
代数整理。
将 代入归一化方程 。
代入一个已知方程。
合并同类项:。
分数加法。
两边同时乘以,解出 。
求解线性方程。
.
板书显示:。
主讲人说:“因此, 等于1减去 ,也就是等于7除以11。”
将归一化方程 重新整理。
代数整理。
代入刚刚求得的 的值,并计算其差值。
代入与算术运算。
.
黑板上写出 。
主讲人说:“因此,我们的平稳分布 π 就是行向量:4除以11,以及7除以11。”
汇总两个已解出的分量值。
此前推导的结果。
将平稳分布写作一个行向量,其分量分别对应状态 a 和 b。
π 的定义为 [, ]。
平稳分布为 。
黑板上展示了一个具有两个状态A和B的马尔可夫链的状态图,以及转移概率:(0.3)、(0.7)、(0.4)、(0.6)。
黑板上展示了对应的转移矩阵。
主讲人描述了各状态及转移概率,随后写出该矩阵,并解释每个元素如何对应一个转移概率。
给定一个具有两个状态A和B的马尔可夫链,其转移概率如下:,,,。请构造转移矩阵P。
状态:A、B
转移概率:,,,
写出的转移矩阵P。
转移矩阵P的结构规定:第i行第j列的元素表示从状态i转移到状态j的概率。
马尔可夫链的转移矩阵定义。
将给定的转移概率代入矩阵结构中。
直接根据题目陈述进行代入。
检查每一行的概率之和是否等于1。
一个有效转移矩阵的基本性质是:其各行元素之和必须等于1。
该转移矩阵为。
主讲人通过验证所构造矩阵各行之和是否等于1,来进行合理性检验。
展示了一个含两个状态 A 和 B 的转移图,带有自环 0.3 和 0.6,以及交叉转移 0.7 和 0.4。
对应的矩阵 及方程 被写在黑板上。
主讲人擦去图与矩阵以腾出空间,随后求解平稳分布。
已知一个两状态马尔可夫链,其转移矩阵为 ,求其平稳分布 π。
状态为 a 和 b(图中记作 A 和 B)。
.
π 等于从 到 的区间。
πP 等于 π。
计算 和 的具体数值。
由黑板上已列出的平衡方程可知,平稳概率满足这一比例关系。
由 推导得出。
因为 π 是一个概率分布,其各项之和等于1。
概率向量的归一化。
重写该比例关系,以便代入归一化方程。
对等式 进行代数变形。
将 代入 。
代入。
合并 的系数。
分数加法:。
求解所得的线性方程。
两边同时乘以。
利用归一化求出剩余分量。
代入 。
组装最终的平稳分布向量。
根据定义,。
对应的式子为:。
各分量非负且和为1;此外, 成立,因为 。
绘制状态图:两个圆圈分别标记为“A”和“B”;带箭头的有向边表示状态转移,并标有相应概率:A上的自环概率为0.3,从A指向B的箭头概率为0.7,从B指向A的箭头概率为0.4,B上的自环概率为0.6。
状态A
状态B
转移箭头
概率标签
图示逐步绘制:先显示状态,再显示状态之间的转移及其概率。
状态 A 和 B 在图中位置固定不变。
该可视化表示定义了马尔可夫链示例的结构与参数,展示了所有可能的状态转移及其对应概率。
转移矩阵写作一个矩阵。行标签为‘A’和‘B’,列标签隐含为‘A’和‘B’。矩阵元素依次填入:0.3、0.7、0.4、0.6。
矩阵括号
行标签 A、B
矩阵元素
矩阵逐个元素构建,每填入一个数值时,讲解者均口头确认该值。
矩阵整体的结构保持不变。
矩阵的可视化构建过程,直接将状态图中的信息转化为形式化的代数对象,从而强化了马尔可夫链的图形表示与矩阵表示之间的对应关系。
包含节点 A 和 B 的有向图,显示自环及带概率的转移。
节点 A
节点 B
从 A 指向 A 的箭头(0.3)
从 A 指向 B 的箭头(0.7)
从 B 指向 A 的箭头(0.4)
从 B 指向 B 的箭头(0.6)
图的拓扑结构
边上的概率值
矩阵 P 中定义的转移概率的直观表示。
手写内容随讲解者语音逐行出现在数字白板上。
向量定义
矩阵方程
化简后的线性方程
新的数学行在白板底部依次出现
先前的步骤持续可见
演示将矩阵方程展开为标量线性方程的过程。
起始时,左上方显示一个含状态 A 和 B 的两状态转移图,箭头分别标有0.3、0.7、0.4和0.6;其下方为 以及 。
右半部分已给出推导完成的平衡方程,最终形式为 。
含节点 A 和 B 的状态图
转移矩阵 P
方程
在右侧进行平衡方程的推导
目前尚未写下任何新内容;黑板上呈现的是问题设定及先前的推导过程。
转移概率保持固定,分别为0.3、0.7、0.4、0.6。
关系式 已经确立。
图示设定明确了该马尔可夫链,并表明平稳分布问题已简化为 与 之间的比例关系。
主讲人说:‘我将擦除这个马尔可夫链,以便腾出更多空间进行演算。’
左上方区域中的图示、矩阵 P 及方程 全部被擦除,留下空白区域。
转移图
矩阵 P
方程
左上角的初始设置被移出视野。
右侧的代数推导仍保持可见。
此前推导出的关系式保留在黑板上。
问题仍为相同的两状态平稳分布计算。
这是实际的板书管理步骤,而非数学上的改变;它为最终的求解步骤腾出空间。
在清空的左上区域,主讲人写下,接着,再接着,然后,再接着通过代入链得出、,最后得到。
从最终加框的向量处画一条弧形箭头,回指先前的平衡方程推导部分。
π 等于 与 组成的区间
加 等于1
等于
等于7除以4再乘以
对应的式子为:
解被简洁地重写在新腾出的空间中。
依次添加每一步代入,直至最终向量被框出。
底层转移矩阵与平衡关系保持不变。
归一化条件在整个过程中始终为 。
可视化演进展示了:一个独立的平衡关系加上归一化条件,如何共同确定完整的平稳分布。
主讲人说:“只需快速进行一次合理性检验,即可确认你的转移矩阵是否正确:检查每一行的元素之和是否为一。”
学生可能在未验证其有效性的情况下错误地构造了转移矩阵。
主讲人明确演示了一项关键的合理性检验:转移矩阵中每一行的概率之和必须等于1。这是确保该矩阵能作为从某一给定状态出发的转移概率分布的必要条件。
“这两个方程完全相同,是冗余方程。”
学生可能预期 的两个分量能提供两个独立方程,足以解出两个未知数。
对于任意随机矩阵,(P - I) 的各行之和均为零,这意味着 所给出的方程总是线性相关的;其中一个方程失效,因此必须引入归一化约束 。
主讲人明确将 称为‘第二个非冗余方程’。
人们可能认为,仅凭 的分量形式方程就能唯一确定平稳分布。
对于这个两状态马尔可夫链,平衡方程仅能得出比例关系,例如 ;还需归一化条件 来确定比例尺度,从而得到唯一的概率值。
主讲人说:“我们称π为平稳分布;换言之,我们也称它为不变分布。”
‘平稳分布’与‘不变分布’这两个术语可互换使用,均指由所定义的同一概念。
主讲人说:“为求得这样的分布,我们通常只需解这个线性方程组:πP 等于 π。”
求平稳分布的方法直接基于求解该分布的定义方程。
主讲人说:“现在,我们来通过一个例子,说明如何在马尔可夫链中求平稳分布。”
该例涉及构造矩阵,该矩阵将用于方程中。
该例提供了一个具体的马尔可夫链,可运用前述方法求出其平稳分布。
状态图与转移矩阵并排呈现。
状态图以图形方式编码了与数值转移矩阵 P 相同的信息。
将方程〔πP〕=〔π〕展开为标量方程。
将平稳分布的一般定义应用于具体矩阵 P,从而得到一个可求解的线性方程组。
主讲人从已有的平衡关系出发,指出 π 是一个有效的概率分布,因此其各项之和为1。
黑板上将 与 配对列出。
平稳方程在各分量之间建立了一个关系,而概率分布性质则提供了求解该方程组所需的另一个独立约束条件。
主讲人称,这是作为第二个非冗余方程所采用的方程。
归一化恒等式在此处不仅是一个事实,更被实际用作求解方法中的第二个方程。
主讲人定义了平稳分布。
主讲人讲解了求平稳分布的方法。
主讲人给出了平稳分布的另一种名称。
展示了一个状态图。
根据该图构造出一个转移矩阵。
主讲人提到了对转移矩阵的一种合理性检验。
向量-矩阵乘积的展开。
关于冗余方程及欠定系统的讨论。
主讲人解释道:由于 π 是一个有效的概率分布,其各元素之和必须为一。
黑板上展示了将 代入 ,从而得到 。
最终框出的结果为 。
主讲人指出,平稳分布是行向量 和 。
已覆盖 · 回顾了时刻 n 的分布所满足的一般公式。
已覆盖 · 平稳分布(或称不变分布)的定义及其求解方法。
已覆盖 · 从两状态马尔可夫链的状态图构造转移矩阵的示例。
已覆盖 · 验证各行之和,并引入状态图/矩阵。
已覆盖 · 平稳分布向量〔π〕及其控制方程的定义。
已覆盖 · 将〔πP〕=〔π〕代数展开为线性方程组并化简。
已覆盖 · 分析所得方程组,识别其中的冗余性以及需补充约束条件的必要性。
已覆盖 · 初始板书展示了马尔可夫链、转移矩阵、平稳性方程 ,以及先前的平衡方程推导,最终得到 。
已覆盖 · 短暂过渡,同时擦除左上方的初始设置;除清理书写空间外,未引入任何新的数学内容。
已覆盖 · 主讲人重写 ,并引入 作为第二个非冗余方程。
已覆盖 · 利用 ,改写为 ,代入归一化方程求解,得 。
已覆盖 · 计算得 。
已覆盖 · 整理并框出最终的平稳分布 。
已审核中文素材 v1:knowledge_item「平稳分布」出现在 0:25 至 1:05——平稳分布(又称不变分布)是一个概率分布行向量,它在与马尔可夫链的转移矩阵相乘后保持不变。这意味着:若系统初始处于该分布,则它在所有未来的时刻都将保持在此分布中。
Reviewed English material v1: knowledge_item "Stationary Distribution" at 0:25 至 1:05 — A stationary distribution (also called an invariant distribution) is a probability distribution row vector that remains unchanged when multiplied by the transition matrix of a Markov chain. This means that if the system starts in this distribution, it will remain in this distribution at all future time steps.
已审核中文素材 v1:card「构造转移矩阵」出现在 1:50——马尔可夫链的转移矩阵可由其状态图构造得出。对于含有个状态的链,是一个阶矩阵,其中元素表示从状态转移到状态的概率。一个关键性质是:的每一行之和必须为1,因为从任一状态出发,转移到所有可能下一状态(包括停留在自身)的总概率必须为1。
已审核中文素材 v1:card「马尔可夫链的平稳分布方程」出现在 5:00——平稳分布 π 由不动点方程 定义。本片段中,该方程已被展开为按分量写出的平衡关系,最终导出比例关系 。
从 导出的方程是线性相关的,因为转移矩阵 的行和为 1。这意味着这些方程的和恒等于零,对于 个状态只留下 个独立约束。
适用条件: 是一个随机矩阵(行和为 1)。; 是概率行向量。
要找到马尔可夫链的平稳分布,需要求解由 给出的线性方程组,并满足 中的概率总和为 1 的约束条件。
适用条件: 是马尔可夫链的转移矩阵。; 是概率行向量。
平稳分布(也称为不变分布)是一个概率分布行向量 ,当它与马尔可夫链的转移矩阵 相乘时保持不变。这意味着如果系统从该分布开始,它在所有未来的时间步都将保持在该分布中。
适用条件: 是一个行向量。; 是马尔可夫链的转移矩阵。; 的元素是非负的且总和为 1。
我们添加方程 是因为 是一个有效的概率分布,这意味着它的元素必须总和为 1。这提供了求解由冗余平衡方程创建的欠定系统所需的第二个独立方程。
适用条件: 是状态上的概率分布。;状态空间恰好有两个状态,a 和 b。
通过将 代入 ,我们得到 。合并项得到 ,求解 得到 。
适用条件:平衡方程给出 ,重排为 。;归一化方程是 。
构造转移矩阵 时,第 行第 列的元素表示从状态 移动到状态 的概率。每一行的总和必须为 1。
适用条件:马尔可夫链有有限个状态。;状态图显示了所有可能的转移及其概率。
一个简单的合理性检查是验证转移矩阵每一行中的概率之和等于 1。
适用条件:该矩阵旨在作为马尔可夫链的转移矩阵。