Інтуїтивне пояснення періодичності в ланцюгах Маркова


17

Чи може хтось інтуїтивно пояснити мені, що таке періодичність ланцюга Маркова?

Він визначається наступним чином:

Для всіх станів i в S

di = gcd{nN|pii(n)>0}=1

Дякую за ваші зусилля!


1
Я вважав, що написання Вікіпедії є чітким і зрозумілим. Це робить вам роботу?
Циан

2
Визначення в ОП називається "аперіоїдним".
Джек

Відповіді:


28

Перш за все, ваше визначення не зовсім правильне. Ось правильне визначення із вікіпедії, як запропонував Циан.


Періодичність (джерело: wikipedia) )

Стан i має період k, якщо будь-яке повернення до стану i повинно відбуватися через кілька кратних часових кроків. Формально період держави визначається як

k = gcd{n:Pr(Xn=i|X0=i)>0}

(де "gcd" - найбільший спільний дільник). Зауважте, що хоча стан має період k, воно може бути неможливим досягти стану за k крок. Наприклад, припустимо, що можна повернутися до стану через {6, 8, 10, 12, ...} часові етапи; k було б 2, хоча 2 не відображається в цьому списку.

Якщо k = 1, тоді, як кажуть, стан є аперіодичним: повернення до стану i може відбуватися в нерегулярний час. Іншими словами, стан i є аперіодичним, якщо існує n такий, що для всіх n '≥ n,

Pr(Xn=i|X0=i)>0.

В іншому випадку (k> 1) стан, як кажуть, періодичний з періодом k. Марківський ланцюг є аперіодичним, якщо кожен стан є аперіодичним.


Моє пояснення

Термін періодичність описує, чи відбувається щось (подія чи тут: візит певної держави) через регулярний проміжок часу. Тут час вимірюється кількістю штатів, які ви відвідуєте.

Перший приклад:

введіть тут опис зображення

А тепер уявіть, що годинник являє собою ланцюг марків і щогодини відзначають стан, тому у нас було 12 станів. Кожен стан переглядається годинниковою рукою кожні 12 годин (стан) з вірогідністю = 1, тому найбільший спільний дільник також 12.

Отже, кожен (годинний) стан періодичний з періодом 12.

Другий приклад:

Уявіть графік, що описує послідовність викидання монети, починаючи зі стану та стану h e a d s та t a i l s, що відображає результат останнього кидання монети.startheadstails

введіть тут опис зображення

headsstarttailsstart де вона дорівнює 0.

headsheadsheadsheads

tailsstartstart


0

n>0Piin=0Piii

>1gcdnPPiin=0gcd


Ви плутаєте періодичність із скорочуваністю. Якщо ланцюг невідводиться, можна перейти з будь-якого стану в будь-який інший стан. Періодичність важлива в MCMC, оскільки, хоча навіть у кожному стані може бути досягнута (невідтворюваність) конвергенція (as) до цільового розподілу, залежить від додаткової властивості aperiodicity. Див., Наприклад, "Асимптотичні коефіцієнти варіаційності та конвергенції майже періодичних алгоритмів MCMC" Розенталя (2001).
Енн ван Россум
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.