随机环境中有界跳幅随机游动常返性暂留性的另一证明

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第四章马尔可夫链

第四章马尔可夫链

i1
Pi , j 0
j . i 1 ,i-1 , i 1
1 0 0 0 0 . .
q
0
p
0
0
.
.
0 q 0 p 0 . .
P
0
0
q
0
p
.
.
0 0 0 q 0 . . . . . . . . .
.
例题:带2个吸收壁的随机游动
质点在数轴上移动,规律同上例。随机游动的状态 空间I={0,1,2…a}, 其中0和a为吸收态 。求一步转移p12 p1n Pp21 p22 p2n
称为系统状态的一步转移概率矩阵,它具有 如下性质:
1. pij 0, i, jI
2. pij 1, i, jI jI
满足上述两个性质的矩阵成为随机矩阵
.
定义4.4
称条件概率 p i(n ) j P { X m n j|X m i}i,j I,m 0 ,n 1 为马尔可夫链{Xn,n∈T}的n步转移概率,并称
0 1 1
.
马尔可夫链的状态分类
周期、非周期 常返、非常返
其中,常返分为正常返、零常返 非周期的正常返称为遍历状态
到达和互通
.
设马尔可夫链的状态空间I={1,2,3,4,5,6,7,8,9}, 状态转移图如下图
8
9
2
7
1
3
6
5
4
观察状态1
.
定义4.6 如集合{n: n≥1,pii(n)>0}非空,则称该集合的 最大公约数d=d(i)=G.C.D{n:pii(n)>0}为状态i 的周期。如d>1就称i为周期的,如d=1就称i 为非周期的。
.

第三章多维随机变量及其分布

第三章多维随机变量及其分布
1 June 2018
p1 p 2
p j
华东师范大学
第三章 多维随机变量及其分布
第32页
3.2.3
边际密度函数
巳知 (X, Y) 的联合密度函数为 p(x, y), 则
X 的密度函数为 : Y 的密度函数为 :
1 June 2018
华东师范大学
第三章 多维随机变量及其分布
第33页
注 意 点 (1)
解:概率非零的(X,Y) 可能取值对为: X Y 其对应的概率分别为: 0 4 P(X=0, Y=4)= 0.54=1/16 1 3 1 3 P(X=1, Y=3)= C4 0.5 0.5 =1/4 2 2 P(X=2, Y=2)= C42 0.52 0.52 =6/16 3 1 P(X=3, Y=1)= C43 0.53 0.51 =1/4 4 0 P(X=4, Y=0)= 0.54 =1/16
试求常数 A.
1 June 2018
华东师范大学
第三章 多维随机变量及其分布
第23页
解:

0


0
Ae(2x3y ) dxdy
A e dx e3y dy
2x 0 0


1 2 x 1 3 y A e e 2 0 3 0
e )dx
6
(6 2 x ) / 3 0
6
2 (e
2 x
1 7e
1 June 2018
华东师范大学
第三章 多维随机变量及其分布
第28页
§3.2 边际分布与随机变量的独立性
问题:已知二维随机变量 (X, Y) 的分布, 如何求出 X 和 Y 各自的分布?

直线上独立随机环境中的随机游动

直线上独立随机环境中的随机游动
线 上 的 RWI E则假 定 环境 是 随 机 变化 , 有 ∈z R 即
得 本 引理 .
( 全体 整 数 ) 处转 移 概 率 P…+ 是 随机 变化 , 为 随 。 称 机 环 境 . V.Ko lv 在 文 献 [ ]中 首 先 提 出 M. zo 1 RWI RE, 后 S lmn在 文 献 [ ] 其 oo 2 中研 究 环 境 是 独
S ” 一 lg op
主 要 结果 如 下 : 定理 1 设 { 为 独立 随机 变 量 序列 , a)
( ) 1 ( ) 2
P( X卅 l — 0 X1 i, , 一 一 i l X — I X0 , 一 1 … X 1 , 一
f J一 十 l l

引理 1 若 对 几 乎 所 有 的 环 境 , ≥ 0在 此 X , 环境 下 某 一 性 质 成 立 , 直 线 上 RWI E几 乎 必 然 则 R
具 有此 性 质 .

完 全类 似 文 献 [ ] 2 中定 理 0 1的 证 明可 证 .
点 处 确定 一 个环 境 , 质点 按 确定 的环境 作 运 动 , 而直
文 章 编 号 : 2 3 9 8 ( 0 2 0 — 5 9 0 0 5 — 8 8 2 0 ) 50 3 — 5
直线 上独立随 机环境 中 的随 机 游动
毛 明志 ,胡 亦 钧
( 汉 大 学 数 学与 统计 学 院 , 北 武 汉 4 0 7 ) 武 湖 3 0 2

要 :主要 讨 论 直 线 上 独 立 随 机 环 境 中 的 常 返 性 和非 常 返 性 , 进 一 步 研 究 常 返 性 中 的正 常返 和零 常 返 , 并 非
的 , 际 上 有 实

暂留与常返 基本概念与常返性的判别

暂留与常返 基本概念与常返性的判别

于是 Py(Xn ̸= x, n ≥ 1) = 0, 从而存在 n 使得 Py(Xn = x) > 0, 即 y 可达 x. 下面我们设 pm(x, y) > 0, pn(y, x) > 0. 这样
∑ ∞
∑ ∞
∑ ∞
pv(y, y) ≥ pm+n+v(y, y) ≥ pn(y, x)pv(x, x)pm(x, y) = ∞.
k=1
1
(1.1)
∑n = Px(Xn = y|Xk = y; Xv ̸= y, v ≤ k − 1)Px(Xk = y; Xv ̸= y, v ≤ k − 1)
k=1
∑n = Py(Xn−k = y)Px(τy = k),
k=1
于是
∑n pn(x, y) = Px(τy = k)pn−k(y, y).
即 An 发生无穷多次. 设 Xn 是可数状态 Markov 链, 状态空间为 S, 转移概率为 p(x, y). 记 Px(·) := P(·|X0 = x), 即在概率 Px 下, Markov 链 Xn 从状态 x 出发. Ex 表示相对于概率 Px 的期望.
定义 1.1. 称状态 x 常返 (recurrent), 若 Px(Xn = x i.o.) = 1, 即 Markov 链 Xn 以概率 1 返 回状态 x 无穷多次. 若 x 不是常返的, 则称 x 是暂留 (transient) 的.
令 Ry 为 Markov 链 Xn 到达状态 y 的次数, 即
∑ ∞
Ry =
1{Xn=y}.
n=0
则 x 常返当且仅当在概率 Px 下 Rx = ∞ a.s.. 因此, 如果
[
]
∑ ∞
∑ ∞

随机变量序列的大数定律及常返性定理

随机变量序列的大数定律及常返性定理

[收稿日期]2005211217 [基金项目]国家自然科学基金资助项目(10571001);安徽大学创新团队基金项目第23卷第4期大 学 数 学Vol.23,№.42007年8月COLL EGE MA T H EMA TICSAug.2007随机变量序列的大数定律及常返性定理何江宏, 胡舒合(安徽大学数学与计算科学学院,合肥230039) [摘 要]对一类有界独立或相依的随机变量序列|ξn |,获得了它的伯努利大数定律、波雷尔强大数定律及常返性定理.作为应用,得出了Lo ève 专著[1]中的推广的伯努利大数定律、常返性定理,改进了[1]中的推广的波雷尔强大数定律.[关键词]贝努里大数定律;波雷尔强大数定律;常返性定理[中图分类号]O212 [文献标识码]A [文章编号]167221454(2007)04200762041 引 言设ξ1,ξ2,…,ξn ,…是定义在概率空间(Ω,F ,P )上的随机变量列,存在常数M ,使得|ξk |≤M <∞,a.s.,k =1,2,….记X n =1n∑nk =1ξk, p 1(n )=1n∑nk =1E ξk,p 2(n )=2n (n -1)∑1≤j <k ≤nE (ξj ξk ), d (n )=p 2(n )-p 21(n ),于是|E ξk |≤M , |E (ξj ξk )|≤M 2, |p 1(n )|≤M , |p 2(n )|≤M 2,E X 2n =1n2E∑nk =1ξ2k +2∑1≤j <k ≤nξj ξk=1n2∑nk =1E ξ2k +n -1np 2(n ),D (X n )=1n2∑nk =1E ξ2k +n -1n p 2(n )-p 21(n )=d (n )+1n2∑nk =1E ξ2k -1np 2(n ).(1)引理1 设X 为随机变量,M 为正实数,如|X |≤M ,a.s.,则对任意的ε>0,P (|X |≥ε)≥E X 2-ε2M2.(2)证 因为E X 2=∫(|X|≥ε)X 2(ω)P (d ω)+∫(|X|<ε)X 2(ω)P (d ω)≤M2∫(|x|)≥εP (d ω)+ε2∫(|X|<ε)P (d ω)≤M 2P (|X |≥ε)+ε2,由此得出(2)式.2 随机变量列的大数定律定理1(Bernoulli 型大数定律) 设|ξn |为随机变量列(可相互独立也可不相互独立),存在实数M ,使得|ξn |≤M ,a.s.,n =1,2,…,则X n -E X n P0的充要条件是d (n )=p 2(n )-p 21(n )→0.证 易见|X n |≤M ,a.s.,从而|X n -E X n |≤2M ,a.s.,于是由引理1及车贝晓夫不等式知D (X n )-ε2(2M )2≤P (|X n -E X n |≥ε)≤D (X n )ε2, Πε>0.(3)由此知,欲使X n -E X nP0,必须且只须D (X n )→0.又由(1)式知|D (X n )-d (n )|=1n2∑nk =1Eξ2k-1np 2(n )≤2M 2n→0,(4)所以D (X n )→0等价于d (n )→0,证毕.如果d (n )→0且有一定的收敛速度,则我们可得到更强的结论:定理2(Borel 型强大数定律) 设存在实数M 使得|ξn |≤M ,a.s.,n =1,2,…,d (n )满足条件∑∞k =1|d (k 2)|<∞,则P (lim n →∞(X n -E X n )=0)=1.(5)证 记ηi =ξi -E ξi ,i =1,2,…, Y n =X n -E X n =1n∑ni =1ηi,则|ηi |≤2M ,a.s.,i =1,2,….又对每个自然数n ,存在相应的自然数k =k (n ),满足k 2≤n <(k +1)2,因此|Y n -Y k2|=1n-1k2∑k2i =1ηi+1n ∑ni =k 2+1ηi≤n -k 2nk2・2M k 2+n -k 2n ・2M ≤8Mk ,a.s.,|Y n |≤|Y n -Y k 2|+|Y k 2|≤8Mk+|Y k 2|,a.s..(6)再由车贝晓夫不等式,(4)式及∑∞k =1|d (k 2)|<∞知:对每个自然数m ,∑∞k =1P|Y k2|≥1m≤m2∑∞k =1D (Yk2)=m2∑∞k =1D (Xk2)≤m2∑∞k =1|d (k 2)|+2M 2k2<∞.于是,由文[1]第18页的一个命题知Y k 2k →∞0,a.s..又注意到当n →∞时,k →∞,从而在(6)式两边令n →∞,得Y n =X n -E X n →0,a.s.,证毕.3 常返性定理设|ξk |≤M <∞,a.s.,k =1,2,…,ε>0,如果n >2M 2/ε,则由(1)式得p 2(n )=p 21(n )-1n2∑nk =1E ξ2k+1np 2(n )+D (X n )≥p 21(n )-2nM 2≥p 21(n )-ε.(7)引理2 对随机变量ξ1,ξ2,…,ξn (|ξi |≤M <∞,a.s.,i =1,2,…,n ),ε>0,只要n >2M 2/ε,就至少存在着两个随机变量ξj 与ξk ,1≤j <k ≤n ,使得E (ξj ξk )≥p 21(n )-ε.(8)证 用反证法,如对Π1≤j <k ≤n ,E (ξj ξk )<p 21(n )-ε,则p 2(n )=2n (n -1)∑1≤j <k ≤nE (ξj ξk )<2n (n -1)n 2(p 21(n )-ε)=p 21(n )-ε,此与(7)式矛盾,证毕.特别,由引理2知,如果对任意的自然数k ,E ξk ≥p >0(此时p 21(n )≥p 2),则对Πε>0,每个这种随机变量列{ξk },至少存在两个随机变量ξj 和ξk ,使得E (ξj ξk )≥p 2-ε.定理3(常返性定理) 设M ,p 为正实数,|ξk |≤M <∞,a.s.,E ξk ≥p >0,k =1,2,…,则对Πε>0,77第4期 何江宏,等:随机变量序列的大数定律及常返性定理恒存在{ξk }的子序列{ξk v },使得对Πl ≠m ,均有E (ξk l ξk m)≥p 2-ε.(9)证 首先注意,在定理的条件下有p 21(n )≥p 2.先给出一个ξj 与ξk “ε相交”的定义:如果E (ξj ξk )≥p 2-ε,则称ξj 与ξk “ε相交”.那么,存在一个{ξk }的子序列,其中第一项与其后的任何一项皆“ε相交”.现对这一结论采用反证法.假设这种子序列不存在,则对任何自然数n ,必存在整数m n ,使得ξn 皆不能与ξn ′“ε相交”(n ′≥n +m n ),即E (ξn ξn ′)<p 2-ε, Πn ≥1,n ′≥n +m n .(10)于是,取n 1=1,n 2=n 1+m n 1=1+m 1,n 3=n 2+m n 2,n 4=n 3+m n 3,…,则ξn 1,ξn 2,ξn 3,…中任两个ξn j ,ξn k 均有E (ξn j ξn k )<p 2-ε(因为ξn 2=ξn 1+m n 1=ξ1+m 1与ξn 1非“ε相交”,ξn 3=ξn 2+m n 2与ξn 2非“ε相交”,ξn 3=ξn 2+m n 2与ξn 1非“ε相交”.同理有ξn 4与ξn 1,ξn 2,ξn 3均非“ε相交”,等),此与引理2的结论矛盾.即证明了存在一个{ξk }的子序列,其中第一项与其后的任何一项皆“ε相交”.同理可以证明:对{ξk }的任何子列{ξk ′},存在{ξk ′}的子列{ξk ″},其中第一项与其后的任何一项皆“ε相交”.因此我们可以从{ξk }中取一个子序列ξ11,ξ21,ξ31,…,ξn 1,…,使得第一项与其后任何一项皆“ε相交”.同理,可再从{ξ21,ξ31,…,ξn 1,…}中取一个子序列ξ12,ξ22,ξ32,…,ξn 2,…,使之具有同样的性质(即ξ12与ξ22,ξ32,…,ξn 2,…中的任何一项皆“ε相交”);再从{ξ22,ξ32,…,ξn 2,…}中取一个子序列ξ13,ξ23,ξ33,…,ξn 3,…,使之具有同样的性质.把这种手续延续下去,所得到的序列ξ,ξ12,ξ13,…中任何两项皆“ε相交”(此因ξ11与ξ21,ξ31,…,ξn 1,…中每一项皆“ε相交”,而ξ12,ξ13,…都是从ξ21,ξ31,…,ξn 1,…中取出的,所以ξ11与ξ12,ξ13,…中任何一项皆“ε相交”.又因ξ12与ξ22,ξ32,…,ξn 2,…中的任何一项皆“ε相交”,而ξ13,ξ14,…都是从ξ22,ξ32,…,ξn 2,…中取出的,所以ξ12与ξ13,ξ14,…中的任何一项皆“ε相交”,等),证毕.4 定理的推论设A k ∈F ,{A k }可相互独立也可不相互独立,取ξk =I A k ,k =1,2,…,则X n =1n ∑nk =1I A k ,p 1(n )=1n∑nk =1P (A k ),p 2(n )=2n (n -1)∑1≤j <k ≤nP (A j A k ),仍记d (n )=p 2(n )-p 21(n ),于是由定理1,定理2,定理3分别得出下面的3个系:系1 X n -E X n =1n∑nk =1(I A k -P (A k ))P0的充要条件是d (n )=p 2(n )-p 21(n )→0.系2 如∑nk =1|d (k 2)|<∞,则X n -E X n =1n∑nk =1I A k -1n∑nk =1P (A k )a.s.0.系3 如果对每一个n ,P (A n )≥p >0,则对任何ε>0,恒存在事件A n 的子序列,使得对于这个子序列中任二项A j 与A k ,均有P (A j A k )≥p 2-ε.注 1)系1即为[1]中第26页的“推广的伯努利大数定律”,系3即为[1]中第27页著名的Poincare 常返性定理.若取d (n )=O 1n,则由系2得出[1]中第26页的“推广的波雷尔强大数定律”,注意条件“∑nk =1|d (k 2)|<∞”比“d (n )=O1n”弱.因此系2改进了[1]中的“推广的波雷尔强大数定律”.2)由定理3知:不存在有界随机变量序列{X n },满足E X n =E X 1>0,Cov (X i ,X j )=C <0,Πn ≥1,i ≠j.因此,如果这样的{X n }存在,则对0<ε<-C ,E (X i X j )=Cov (X i ,X j )+E X i E X j =(E X 1)2+C <(E X 1)2-ε, Πi ≠j ,这与定理3相矛盾.另一方面,我们可构造正态随机变量列{ξk },满足E ξk =E ξ1=μ>0,D (ξk )=σ2>0,Cov (ξi ,ξj )=ρσ2<0,Πi ≠j.于是对0<ε<-p σ2,87大 学 数 学 第23卷E (ξi ξj )=Cov (ξi ξj )+E ξi E ξj =(E ξ1)2+ρσ2<(E ξ1)2-ε,Πi ≠j ,这表明定理3中ξk 有界的条件不能去掉.[参 考 文 献][1] Lo ève M.Probability Theory I (4th Edition )[M ].New Y ork ,Heidelberg ,Berlin :Springer 2Verlag ,1977.La w of Large Numbers and R ecurrence Theorem forR andom V ariable SequenceH E J i ang 2hong , H U S hu 2he(School of Mathematics and Computation Science ,Anhui University ,Hefei 230039,China )Abstract :We obtain Bernoulli law of large numbers ,Borel strong law of large numbers and recurrence theorem forbounded ,independent or dependent random variable sequence {ξn }.As appllications ,we get the extended Bernoulli law oflarge numbers ,recurrence theorem in [1]and improves the extended Borel strong law of large numbers in [1].K ey w ords :Bernoulli law of large numbers ;Borel strong law of large numbers ;recurrence theorem97第4期 何江宏,等:随机变量序列的大数定律及常返性定理。

一类一般随机环境中单边二重随机游动的常返性

一类一般随机环境中单边二重随机游动的常返性

128.
[
4]COGBURN R.TheEr
i
ct
he
o
r
fMa
r
kovcha
i
ns
god
yo
i
nr
andomenv
i
r
onmen
t
s[
J].
Z Wahr
a
ch Ve
rw Geb
i
e

t
e,
1984,
66:
109

128.
[
5]COGBURN R.Ond
i
r
e
c
tc
onve
r
eandpe
r
i
如果c =0,则有
¥
αn


βn
El
n
n
→0 且 ∑El
→0,

ni
αn
n i=1
βn
=1
n
n
¥
由引理 3 可知 ∑

β1
1)可得
= ¥,结合定理 1 的(
n=1 ρn
{
,
}是零常返的
Xn n ≥0

定理 2 设 {
Xn ,
n ≥ 0}是 随 机 环 境 e =
{(
αn ,
n ≥1}中 的 单 边 二 重 随 机 游 动,如 果
imP
ε
成立 .
n
n
1≤i≤j≤n
c
ov(
ξi ,
ξj )≤

∈ N ,对任意的 n > N0 ,有

| ∑Eξi -c|<ε
n i=1

随机第四章4

随机第四章4

1
3
1.70,
例:设马氏链具有状态空间I 0,1, 2, 其中pi 0,qi 0,pi ri qi 1,
, 转移概率为:pii 1 pi , pii ri , pii 1 qi i 0
称这种马氏链为生灭链,它是不可约的。 p0 p1 p j 1 记a0 1,a j j 1 q1q1 q j 试证此马氏链存在平稳分布的充要条件为 a j 。
令m 取极限得: 1 pkj (n) j k 0 k 再令N 取极限得: 1
N
1 j k 0 k 1
N
1 pkj (n) kI k
pkj (n)
(1)
下面来证明等号成立,由 1 pik (n) pik (n)
j
kI
k
1
j

kI
1
k
lim p n
1
n kj j kI
1
k

kI
1
k
1
1 , j I 是平稳分布。 j
有限马尔可夫链性质:
1所有非常返状态组成的集合不可能是闭集; 2没有零常返状态; 3必有正常返状态; 4不可约有限马氏链只有正常返态; 5I D C1 C2 Cn。
回顾
定理:如果i j,if i常返,then j也常返, 且f ji 1 ,i j。
定理4. 4:( 1) 若 i零常返 lim pii (n) 0;
n
(2) 若 i正常返 lim pii (n) n
1
i
0
引理:C是闭集的充要条件为对任意i C及k C 都有pik (n) 0,n 1。

随机环境中单边二重随机游动的常返性

随机环境中单边二重随机游动的常返性
T o th B.和 A lili S.首先较系统地讨论了随机环境中的二重随机游动$!7],接着郑希民研究了独立同分 布随机环境中单边二重生灭链的若干性质,给出性质成立的判别准则[8],随后汪荣明讨论了随机环境中二重 生灭 链 的 马 氏 性 [9].在 前 人 研 究 的 基 础 上 ,本 文 主 要 讨 论 在 〇点具有反射壁的一类随机 环 境 中 单 边 二 重 随 机 游 动 的 若 干 性 质 ,给 出 模 型 的 正 常 返 、零常返等若干性质的判别准则.
1) { X n ,n # 0 } 常 返 色 = Q n n=1 "
2) {X n ,n # 0 } 正常返 n n=1 ^
n= 1 $ n
3) {X n ,n #n=1 ^ n
n n=1 $
4) {X n ,n # 0 } 非 常 返 ) * n=1 "n
摘 要 :随机环境中的单边二重随机游动是随机环境中随机游动的推广,研究了随机环境中单边二重随 机 游 动 的 常 返 性 . 在 随 机 环 境 满 足 一 定 的 条 件 下 给 出 二 重 随 机 游 动 的 非 常 返 、正 常 返 、零常返和常 返 的 判 别 准则.
关键词:单边二重随机游动;随机环境;非常返;零常返;正常返 中图分类号:0211.62 文献标识码:A
第40卷第2 期 V o l.40 N o.2
文章编 号 :1673-2103 (2018 )02-0001-04
菏泽学院学报 Journal of Heze U niversity
2018年 4 月 A p r. 2018
随机环境中单边二重随机游动的常返性!
任敏
(宿 州 学 院 数 学 与 统 计 学 院 ,安 徽 宿 州 234000)

随机水文学-第3章

随机水文学-第3章
26 k
ˆk rk
(x
t 1
t k
x )(xt x )
2 ( x x ) t t 1
26
(k 0,1,2, ,10)
r0
(x
t 1 26
26
t
x )(xt x )
2 ( x x ) t t 1
1
r1
(x
t 1
25
t 1
1200 1000
降水量(mm)
800 600 400 200 0 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000
200.00
150.00
降水量(mm)
100.00
50.00
0.00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
ˆ( k ) Cov ˆk rk ˆ t ˆt k
ˆk rk
(x
t 1
nk
t k
x )(xt x )
2 ( x x ) t t 1
n
(k 0,1,2,, m; m n)
式中:
1 n x xt n t 1
当n>50时,m<n/4整数,常取m在n/10左右; 当n<50时,m取n/4左右的某值; 或取m<n-10。参加计算的数值至少在10项以上 上式计算的自相关系数一般偏小,对 r1 用下式进行修正。
r4
(x
t 1
22
t 4
x )(xt x )
t
(x

暂留与常返 基本概念与常返性的判别

暂留与常返 基本概念与常返性的判别
暂留与常返
(10/24/2013)
1 基本概念与常返性的判别
对事件族 An, 我们记
{An i.o.} := {ω : 存在无穷多个 n 使得 n ∈ An},
即 An 发生无穷多次. 设 Xn 是可数状态 Markov 链, 状态空间为 S, 转移概率为 p(x, y). 记 Px(·) := P(·|X0 = x), 即在概率 Px 下, Markov 链 Xn 从状态 x 出发. Ex 表示相对于概率 Px 的期望.
(n1 · · · nd)−1/2P(S(i) = ni ∀i)
|n|=∑ 2n


ε(n)P(S(i) = ni ∀i) +
Cdn−d/2P(S(i) = ni ∀i),
[ ] ∃ni̸∈
n d
,
3n d
[ ] ∀ni∈
n d
,
3n d
其中 ε(n) ∈ [0, 1]. 由于
∑ P(S(i) = ni ∀i) ≤ Cd exp(−cdn),
定义 1.1. 称状态 x 常返 (recurrent), 若 Px(Xn = x i.o.) = 1, 即 Markov 链 Xn 以概率 1 返 回状态 x 无穷多次. 若 x 不是常返的, Markov 链 Xn 到达状态 y 的次数, 即

P(Sn
>
αn)

exp
( −n(α

1/d)2
) /2
.
由此可以得到引理的结论.
定理 2.1 的证明. 对指标 n = (n1, . . . , nd), 令 |n| := n1 + · · · nd. 在此证明中, 我们假设 ni 均 为偶数. 记

随机过程_华东师范大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年

随机过程_华东师范大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年

随机过程_华东师范大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.隐马尔可夫链的三类基本问题不包括_____________.答案:识别问题2.有限状态时齐马氏链的任意一个状态都不是零常返的答案:正确3.接上题。

试用切比雪夫不等式估计小王在一个小时完成的概率最大是________?答案:0.064.小王同学要做一个社会调查,为此他打算到某公共场所发放调查问卷。

他先去该场所观察人群到达情况,发现到达的人流可以用强度为1000人/小时的泊松过程拟合。

由于人手不够,小王只能在到达的人群中随机发放问卷,每个人拿到问卷的可能性是30%,另外,不是所有人都会配合调查问卷,根据经验每个人拿到问卷的人都有50%的可能配合完成调查。

小王要获得200份已完成的调查问卷,请问配合小王完成调查问卷的人群所构成的泊松过程的强度是______人/小时。

答案:1505.【图片】表示相继两列列车之间的等待时间(单位:小时),服从(1, 2)上的均匀分布,乘客按强度为100人/小时的泊松过程到达火车站,问乘上某列火车的乘客中等待时间超过1个小时的乘客数量。

答案:506.已知随机游动【图片】的步长分布为【图片】. 那么【图片】=——————(用小数表示,四舍五入,保留4位小数)。

答案:0.02887. 2. .若N(t)是个等待时间分布为F(t)的更新过程,g是一个定义在正整数上的函数, 满足g(0)=0, g(n+1)=g(1)+rg(n), 【图片】, 其中r是个常数,那么函数h(t)=E(g(N(t)))满足_____.答案:8.平稳独立增量过程一定是平稳过程答案:错误9.努利过程既是平稳过程也是严平稳过程答案:正确10.若随机变量序列【图片】为独立增量过程,那么【图片】.答案:错误11.对离散时间随机过程【图片】定义【图片】,那么【图片】是关于该随机过程的停时答案:错误12.已知W是初值为0, 步长分布为【图片】的随机游动,那么以下错误的是答案:13.已知非负整数值随机变量X的概率母函数为【图片】那么【图片】______.(用小数表示)答案:0.514.若X,Y是独立同分布的随机变量服从参数为a的指数分布, 那么在X+Y=1的条件下X的分布是_____.答案:均匀分布15.【图片】(注意结果用小数表示)答案:0.0516.【图片】(注意:结果用小数表示)答案:0.517.已知X, Y是两个方差有限的随机变量,若以X的一个函数随机变量g(X)作为Y的一个近似,为了使得近似误差的均方最小,那么在几乎处处意义下g(X)=_____。

一个具有反射壁的随机环境中二重随机游动的注记

一个具有反射壁的随机环境中二重随机游动的注记




x E( ) l 去ep2. + M  ̄ e_ xt (

对于任意的 ,存在唯一的 ( 使得 ≤ r +1 , k ∈Z 由条件 <1 ) k n . ,利 用Jne esn
# 芒
由于 { , 1满足独立同分布 ,则有: n }
P(’n)> E a x 1 ( )


P( ( a n

x  ̄ =(= 1e x_ ) E ) e 2 + 1 M) pt ,

0,所 以有 :
P  ̄(x E =l (a )> 1 i "( n ) mP(c fn t
定 l 设 = , 是 率 间QF )定 在0) 的 机 量 当 定 义嘲 ( ) 概 空 (,P上 义 (1上 随 变 . 给 , ,
时 { )0 时 二 随 游 且 足P = , =) 1 当 1 1 , : , 为 齐 重 机 动, 满 ( 0 1 , , 时 有 = J

P 乏 生 二。三 丛=亨
一 一 ,
≥ 二 若

其中,l n (,)1 )(+5 i -a nx(-5 / m 1 )

√ ( D ) ’ ,
又 = -n5对 意 因 ET () 于 的 1 为 喜i1 , 任 , _+ 斗 : 生:+ 一 5 1 尸(
E ( ) 1 + =(+
两边 对 于 取 期望 可得 :

+…),其 中k∈Z ,
E ( ” ) (+ + = 1
≤ )<o (-d 。 1


+…) =(+ 1 +E ,8 +E 82
+…)
l十 D
于是有 D。 E ” ) 0 T <0 .

b值随机环境中随机游动的极限性质

b值随机环境中随机游动的极限性质

b值随机环境中随机游动的极限性质b值随机环境中随机游动的极限性质
极限性随机环境是一个极其复杂的环境,指在某种环境中,存在着连续变化、不确定性以及多变性,且某种值不断游走或变化。

极限性随机环境也可以称为随机模型,即一个不断变化且无法预测结果的模型。

极限随机环境中最重要的参数是b值,可以看作是环境中偶尔会发生变化的条件。

它是极限性随机环境中不断在游动的关键参数,是环境中所有因素变化的一个指标。

b的变化会带来另外一些参数的变化,这样就会影响极限性随机环境的发展情况。

极限性随机环境中b值的变化带来了极其复杂的问题,对于摆脱原有现状并把事情处理得更加理想,非常重要的一点就是细心分析b值行为,因此想要在极限性随机环境中取得成功,首先就需要懂得重视b值的变动。

另外,需要通过不断反思和实验总结,从b值的变化中发现有价值的趋势,这样才能得到更好的处理或双赢的结果。

总的来说,极限随机环境中的b值变化会带来无穷无尽的复杂问题,想要成功地处理极限性随机环境中的变化,需要重视b值的变化,并且能够找出有价值的趋势,从而获得更好的处理或双赢的结果。

2.5 关于随机性的游程检验

2.5 关于随机性的游程检验
解:假设检验 H 0 : 序列是随机的 H1 : 序列具有成群的倾向 略
于是在水平 0.00012 时拒绝零假设
也可使用命令 run.test (y, median(y)) 得到精确的双边检验的p 值为 0.00012
五、 随机性的游程检验的应用
1. 检验两个总体的位置参数是否相同 例题:检验 X 和 Y 分布函数是否相同 在我国的工业和商业企业中随机抽取22家企业进行资产负 债率行业差异分析,其1999年底的资产负债率(%)如下:
工 业 商
64 77
76 55 82 59 82 70 75 61 64 73 83 80 80 65 93 91 84 91 84 86

问:两个行业的负债水平是否有显著性差异 ( 0.05)
解:排序寻找游程 顺序 1 2 负债率 55 组别 8 73 1 9 75 1 1 10 76 1 59 1
m n
2
(m n 1)
因此可以用正态分布表得到 p 值和检验结果, 这时,在给定水平 后,可以用近似公式得到拒绝域的临界值 c1 和 c2 ,满足 P( R c1 ) 及 P( R c2 ) .
三、确定 p值
若 p 值相对于给定的显著性水平 小,则数据不支持 H 0; 若足够大,则不拒绝 H 0。
例 2.6 如在工厂的全面质量管理中,生产出来的 20 个工件的某 一尺寸按顺序为 X 1 , X 2 , , X 20 单位cm 12.27 9.92 10.81 11.79 11.87 10.90 11.22 10.80 10.33 9.30 9.81 8.85 9.32 8.67 9.32 9.53 9.58 8.94 7.89 10.77 人们想知道生产出来的工件尺寸变化是否只是由于随机因素, 还是有其它非随机因素

时间随机环境中一维紧邻随机游动的常返性质

时间随机环境中一维紧邻随机游动的常返性质
f q( "), Y— + 1, , 。 满 足 : 任 意 的 整 数 (≥ O , , S 一0 且 对 ) ,
P( l s — I 1 r . , l 『 , , 一 1 … s 一_ S 一l S , ) 一 q 一 1 g " , y— 一 1 ( ) ,
l 0 , 称 { 。 为 随 机 环 境 q中 取 整 数 值 随 机 游 动 ( W R . S R E)
其他.
给定环境 — q , .,S } ( , { ,。为非 齐次 的马尔 可夫链 , 足 : 满 对任 意的 ∈2 ) ∈互 , (≥0 ,
P S。 0)一 1, ( 一 P ( — i … , , SI . S, 一 )一 ( 0, j 0, )… (7 ,— i ) 7,C 5 , .
第2 4卷 第 5期
20 0 8年 l 月 0
大 学 数 学
CO IIEG E A T H EM A T I M CS
V o . 4。 _ 5 12 N . o 0C .2 8 t 00
时 间 随机环 境 中一 维 紧邻 随机 游 动 的常返 性质
吴 文 忠
( 津 大学 环 境 学 院 , 津 3 0 7 ) 天 天 0 0 2
同 定 义 1 2 则 .,
户 >÷时 , s 一+∽ '.. ” ae , 一∞ ;

<寺时 , s一一。 ,.. 7 。 。 ae , 一。 ;


寺时, 一∞一1 f <l u s 一+。 ,.. , c i i S i sp m n r a 。 ae , z . 一。
[ 献 标识 码 ] A 文
[ 章编号] 文
l 引 言 及 主 要 结 果

随机信号分析基础

随机信号分析基础

1
x 2 (t )
0
t1
x 2 (t1 )
τ
x n (t ) x n (t1 )
x n (τ )
0
t1
τ
t
图 2.2.2 随机信号的 N 次记录 接下来考虑随机信号精确的数学描述。 如图 2.2.2 , 对一个信号进行了 N 次记录 ( N 次 试 验 ), 得 到 N 个 随 时 间 变 化 的 函 数 (即 每 次 记 录 都 是 时 间 的 函 数 ), 记 为
第二章 随机信号分析基础 ........................................................................................... 25 § 2. 1 概述 ............................................................................................................. 25 § 2. 2 随机信号的概率结构 ................................................................................... 28 § 2. 2. 1 概率论基本概念 ............................................................................... 29 § 2. 2. 2 随机信号有限维概率密度及数字特征 ............................................. 32 § 2. 3 随机信号的平稳性 ...................................................................................... 34 § 2. 4 离散随机信号和复随机信号 ....................................................................... 37 § 2. 4. 1 离散时间随机信号及其数字特征 .................................................... 37 § 2. 4. 2 复随机信号 ...................................................................................... 39 § 2. 5 随机信号的遍历性 ...................................................................................... 40 § 2. 5. 1 总集意义上的数字特征与时间意义上的数字特征 .......................... 40 § 2. 5. 2 平稳随机信号的遍历性 .................................................................. 41 § 2. 6 平稳随机信号的功率谱密度 ....................................................................... 43 § 2. 6. 1 维纳 — 辛钦定理 ............................................................................... 44 § 2. 6. 2 功率谱密度的性质 ........................................................................... 45 § 2. 6. 2 离散随机序列的功率谱密度 ............................................................ 47 § 2. 7 几种常见的随机信号 ................................................................................... 49 思考题 .................................................................................................................... 52 习 题 .................................................................................................................... 53

北大随机过程课件:第_2_章_第_1_讲_随机游动

北大随机过程课件:第_2_章_第_1_讲_随机游动
第 2n 步第一次返回原点的概率记作:
v2 n = P{B2 n } = P{η1 ≠ 0,η2 ≠ 0, ……,η2n −1 ≠ 0,η2n = 0}
第 2n 步返回原点的概率与第 2n 步第一次返回原点的概率的关系是:
u2 n = v2 n + v2 n − 2u2 + L + v2u2 n − 2 = ∑ v2 k u2 n − 2 k
{
2
} = 4npq
2
相关函数: E [η n ⋅η m ] = min [ n, m ] ⋅ 4 pq + nm ⋅ ( p − q )
2.2 经过 n 步返回原点的概率
根据一维分布的分析可知,第 n 步返回原点的概率为:
0, n为奇数 ⎧ ⎪ ⎪⎛ n ⎞ n n P{ηn = 0} = ⎨⎜ ⎟ 2 2 n ⎟ p q , n为偶数 ⎪⎜ ⎟ ⎜ ⎪ ⎩⎝ 2 ⎠
2
可以得到
1 − V ( z ) = 1 − 4 pqz 2 = (1 − 4 pqz 2 ) = (1 − 4 pqz 2 ) U ( z )
也就是说,
1 − 4 pqz 2
−v2 n = u2 n − 4 pqu2 n − 2 v2 n = 4 pqu2 n − 2 − u2 n
对于对称的随机游动 p = q = 1/ 2 ,就有
k =0 n
(r )
相应的生成函数是
V
(r )
( z) = ∑ v z
n =0

(r ) 2n 2n
= ∑v z
k =0

(r ) 2k 2k
∑v
n=0

(r ) 2m 2m
z
= V ( z )V ( r −1) ( z ) = V r ( z )

数学物理学报第三十卷A辑总目次

数学物理学报第三十卷A辑总目次

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … 丁春 梅 ( 4 1 2)
1 4) 广 义 C mp n t 间 上 粗 糙 核 参 数 型 M ac ke c 积 分 … … … … 张松 艳 陶 祥 兴 ( 5 a a ao空 ri i z n wi
带非光 滑核 的多线性奇异 积分算 子 的有 界性 …… ……… ……… …… ………… 刘岚 拮
( 1 2 7)
类 具有扩散 的捕食 模型 的共存解 … ……… ……… ……… ……… … 李波
半线性 多调 和方程解 的分支 …… ………… …… ………… …… 金玲 玉 王 霞 用椭 圆描述 的四 阶边值 问题 的两参数 非共振 条件 …… ……… ……… … 李永祥
2 7) 房 少梅 ( 2
林迎珍
(0 1 3)
… … … … … … … …
王廷春
张鲁 明 陈芳启
( 1 1 4)
随 机 脉 冲 泛 函 微 分 方 程 的 阶 矩 有 界 性 B rsen型 算 子 同 时 逼 近 误 差 en ti
… … … … … … … … 吴 述 金 宋 琼 郭 小林 ( 2 1 6)

崔 明根
(2) 30
I ・
I l ‘
B值 随机元 的 Ro e ta 不 等式及 其应 用 … …… …… ……… …… …… …… … 甘 师信 s nh l
磁 流 体 力 学 方 程 ( HD) 个 新 的 正 则 性 条 件 … … … … … … … … … … … … … 刘 晓 风 M 几
八 阶奇异边 值问题精 确解 的表达形 式 ……… ……… ………… …… … 么焕 民

d(d≥3)维对称随机游动非常返性的证明

d(d≥3)维对称随机游动非常返性的证明

d(d≥3)维对称随机游动非常返性的证明
徐怀;唐玲
【期刊名称】《合肥工业大学学报(自然科学版)》
【年(卷),期】2009(032)009
【摘要】随机游动是一类具有启发性的数学模型,在物理学、化学、天文、股市预测、商业风险及库存理论等科学领域内都有着广泛的应用;常返性是随机游动的一条重要性质,文章考虑的是对称随机游动的常返性问题,与一维、二维的情形不同,证明了所有d(d≥3)维对称随机游动都是非常返的,这个结论全面解决了对称随机游动的常返性问题.
【总页数】3页(P1451-1453)
【作者】徐怀;唐玲
【作者单位】安徽大学数学科学学院,安徽,合肥,230039;安徽建筑工业学院数理系,安徽,合肥,230022
【正文语种】中文
【中图分类】O211.6
【相关文献】
1.一类格子上有限维不可约随机游动常返性的证明 [J], 杨朝强;常迎香
2.随机环境中有界跳幅随机游动常返性暂留性的另一证明 [J], 王士东;洪文明
3.时间随机环境中一维紧邻随机游动的常返性质 [J], 吴文忠
4.固体物理学中能带在(非汉字符号)空间对称性的证明 [J], 王奎雄
5.非吸收晶体介电张量对称性的证明 [J], 毛文炜
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能的跳幅,给出 ( , ) Q 上的一列随机变量 ( ) , P A 且满足 ∑ P w =1 -., ) , a. e 及椭圆条件
£>0 V , ∈A ≠0 (zp ) £ —.. , , P /R , a . e
收稿 日 期: 0 8 0 —5 修订 日 : 0 91 —9 2 0 —51 ; 期 2 0 22
让 7M , 是 M 关于 ( , T 的最大 的 La onv指数 .在 L中考 虑 L ( T) Q, , ) ip u o 范数 ,
即 l l C:{ 1 ∈R ,i ) LX >0 和它与球面的交集:
种 直觉来 自于 电网络 中 电压与 概率 的联 系. 我 们先 简要 的介绍 一下模型 , 文采用 B 6 n [ 中的记 号. 本 rmo t ] 。 给定 可逆 的 动力系统 ( , , Q ) 即概率 空 间 ( , 和可逆 变换 , , Q, ) 且 及其 逆都是 可 测的 ,且 保持测 度 , 假定 关 于 是遍 历 的.这 里 的 Q可看 为 随机环境 的空 间. 给 出两 个取 定的 整数 L 1和 R 1 引入整 数集 合 A= f , , , 们代表 游动 可 , —L … R} 它
数学物理学报
21,0 2: 9 26 008 A( 2 -9 )8 ht : atms i a. t / ca . p cG p/ w m. n
随机环境 中有界跳幅随机游动 常返性 暂 留性 的 另一 证 明
王 士东 洪文 明
( 北京师 范大学数学科 学学院数 学与复杂系统实验 室 北京 1 0 7 ) 0 8 5
20 9

学 物



V10 O3 l. A
对于给定的环境 , 可定义 z上的马氏链 { } 0 如下, X =0 o 及转移概率
V x∈z ( 1 , 叶 :X+ZXn=X : u I ):P ( )
规 定跳 空 间上 由 X u 0及 Xo= X诱 导 出来 的测度 为 , () 称为 “u n h d q e ce ”概 率 ,与其对 应 的 Po#w  ̄ ()称为 “n el ”概 率. d a na d e 代 表 对 应 的数 学期 望. X= 0 时分别记 为 和 . 约 定:在本 文 中,我 们隐含 随机变 量对 于 的依赖 ,例如 f T ) ( 总是 简记为 . 厂或 者 , . ()
E— a l m i:wm h g bn e on @ u. du.n; h do — n c s i ng wa g@ya oo.om . n h c c
() 1
基金项 目 :国家 自然科学基金 (0 2 0 1 1 7 1 9 )和教育部新世纪优秀人才支持计划 N E 0 —1 3 资助 C T(50 4 )
摘要 :假定环境是平稳遍历的,对具有有限跳 幅的随机环境 中的随机游动,该文给出了其常返 性暂 留性的另一证明. B 6 n 20 ) rmo t(0 2 的文章中,通过计算逃逸概率 的方法给出 了证 明,而
该文 的证 明采 用 了鞅 收 敛 定理 的方 法 .
关键词:随机环境 中随机游动;鞅 收敛 定理 ;常返性;暂 留性.
下文 中,我 们取定 R =1 引入 随机变 量 , a = (— +… +P L/l 1 i L i Pi — )p ,
定义 下列 非负可逆 L XL矩 阵,它将 在后 面的证 明 中起 到关键 作用 .

一 …
c 3
c, : 。 =
{ e . () ;' 。 ,) ^1 ’
M R( 0 0 2 0 )主题分类: 0 1 ; 0 1 中图分 类号 : 1 . 文献标识码: 6J 0 6J5 O2 16 A 文章编号: 0 33 9 (0 00 —8—8 10 —9 8 2 1 )22 90
1 引言
近年 来 ,随机 环 境 中的随机 游动 ( 为 R 简记 WRE 受到 了人 们的 广泛关 注 ,作 为一般性 ) 的介 绍可参 见 Z i u i_ S nt n 】 e o n[ 或 z i t 9 ma [ 的讲稿 .在一维 的情形 ,已经 得到很 多结 果,特 别是 常返 性 ,暂 留性 的判别 法则 .对 于 环境是 独立 同分 布 ,且跳 幅为 一步 的情形 , S l n7给 o mo [ o ] 出 了常返性 暂 留性 的 判定 标准 .而 这一 结果 被 A if 和 Z i u i】 lij l et n[ 推广 到环 境是 平稳遍 历 o 。 的情 形 .对 于 环境独 立 同分 布情 形 ,且有 界跳 幅 ,向右 跳幅最 大 为 R, 向左最 大为 L Ke [ , y0 l 利用 ( R+L ×( ) R+£) 随机矩 阵 ( 赖于 随机 环境) 的 依 的第 R个 和第 ( +1 个 L a u o ) yp nv 指数 给 出 了判 定法 则 .对 于 上述 R = 1的 情形 , B 6 n[ 给 出 了与 L ×L矩 阵 M 的 rmo t ] 3 最大 Lauo yp n v指数相 关 的常返 性暂 留性 判别法则 ,这其 中涉及 到逃逸 概率 的计 算 .在本文 中,受 S nt n驯在 考虑 跳幅为 一步 时所 用方法 的 启发 ,我 们利 用鞅 收敛 定理 的方法 给 出 zi ma [ 了 B 6 n [ 判别法则 一个 全新 的证 明.而此证 明方法 的关键 一步是 构造 一个 合适 的鞅 , rmo t j 3 这
i 1 =
B =C ∈Ⅱ ,xl 1. n{ Il ) LI = 注意 到 个 形如 的矩 阵的乘 积 的所有 位置 上 的元素 都是严 格 正的 这个 事实 ,以及 B 6 ot】 rm n【 所给出的有关随机矩阵的性质,我们归纳如下. 。
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