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{n∈N|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.