
【计】 stochastic transition matrix
在汉英词典视角下,“随机转换矩阵”(Stochastic Transition Matrix)是概率论和线性代数中的重要概念,特指一类具有特定概率性质的方阵。其核心含义与应用如下:
随机转换矩阵(又称随机矩阵或概率矩阵)。
Stochastic Matrix 或 Probability Transition Matrix。
矩阵的每一行元素均为非负实数,且每行元素之和等于1(即行和为1)。这一性质保证了矩阵描述的状态转移过程符合概率公理。
设矩阵 ( P ) 为 ( n times n ) 方阵,其元素记为 ( p{ij} ),则 ( P ) 是随机矩阵当且仅当满足: $$ begin{cases} p{ij} geq 0 & forall i,j in {1,2,ldots,n} sum{j=1}^{n} p{ij} = 1 & forall i in {1,2,ldots,n} end{cases} $$ 其中 ( p_{ij} ) 表示从状态 ( i ) 转移到状态 ( j ) 的概率。
随机矩阵是描述马尔可夫链状态转移的核心工具。例如,在天气预报模型中,矩阵元素 ( p_{ij} ) 可表示“今日天气为状态 ( i ) 时,明日天气为状态 ( j ) 的概率”。
用于PageRank算法(网页排序)、隐马尔可夫模型(HMM)中的状态转移概率建模。
描述图(Graph)中节点间的随机游走(Random Walk)行为,如社交网络中的信息传播路径预测。
在生态学、经济学中模拟种群动态或市场状态演化,例如预测消费者品牌切换行为。
该术语属于概率论与线性代数的交叉领域,是离散随机过程建模的基础工具。其理论支撑源于Kolmogorov概率公理体系,应用延伸至统计物理、运筹学及人工智能方向。
(注:因未搜索到可直接引用的权威网页,本文定义与性质基于概率论与线性代数领域标准术语共识,如《Introduction to Probability Models》by Sheldon Ross 及《Linear Algebra and Its Applications》by Gilbert Strang 等经典著作。)
“随机转换矩阵”(可能为“随机转移矩阵”的笔误)通常指在概率论或随机过程中描述状态转移概率的矩阵,其核心特征是每行元素之和为1,且每个元素表示从一个状态转移到另一个状态的概率。
行元素和为1:矩阵中每一行的所有元素之和必须等于1,体现概率的归一性。例如,一个马尔可夫链的状态转移矩阵满足: $$ P = begin{bmatrix} p{11} & p{12} & cdots & p{1n} p{21} & p{22} & cdots & p{2n} vdots & vdots & ddots & vdots p{n1} & p{n2} & cdots & p{nn} end{bmatrix} $$ 其中,$p{ij} geq 0$ 且 $sum{j=1}^n p{ij} = 1$。
非负性:所有元素均为非负数,表示概率值。
假设一个简单的天气模型(晴/雨),其转移矩阵可能为: $$ P = begin{bmatrix} 0.8 & 0.2# 晴转晴的概率为0.8,晴转雨为0.2 0.3 & 0.7# 雨转晴的概率为0.3,雨转雨为0.7 end{bmatrix} $$
若问题中的“随机”指矩阵元素的生成方式(如随机初始化),则可能涉及蒙特卡洛方法或随机算法中的矩阵,需满足特定分布(如高斯分布),但此类用法需结合具体领域(如数值计算、深度学习)进一步解释。
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