
【计】 backward equation
after; back; behind; offspring; queen
【医】 meta-; post-; retro-
always; at; be partial to; direction; face; out; to; toward
【医】 ad-; ak-; ob-
equation
在随机过程与马尔可夫链理论中,后向方程(Backward Equation)指描述系统状态转移概率随时间演化的偏微分方程。其核心思想是通过逆向时间分析状态变化的概率规律,与前向方程(Forward Equation)构成柯尔莫哥洛夫方程组的两个组成部分。
从数学形式看,后向方程通常表示为: $$ frac{partial}{partial t} P{ij}(s,t) = sum{k eq i} q{ik}(s) P{kj}(s,t) $$ 其中 ( P{ij}(s,t) ) 表示从时刻 ( s ) 状态 ( i ) 转移到时刻 ( t ) 状态 ( j ) 的概率,( q{ik} ) 为状态转移速率参数。该方程通过推导状态在初始时刻 ( s ) 的微小变化对后续过程的影响,建立概率密度的动态关系。
在应用层面,后向方程常用于:
其命名的“后向”特性体现在方程变量基于初始时刻 ( s ) 而非终止时刻 ( t ),这种逆向推导方法由数学家安德雷·柯尔莫哥洛夫于1931年首次系统提出。
后向方程是数学和物理学中在不同领域具有特定含义的术语,以下是其核心解释及分类:
定义:用于描述马尔可夫过程转移概率随时间演化的偏微分方程,属于随机过程理论的核心工具。它通过初始条件的变化推导系统未来状态的概率分布。
数学形式:
$$
frac{partial}{partial t} P(s, x; t, y) = mathcal{A}_s P(s, x; t, y)
$$
其中:
定义:一种离散化微分方程的方法,通过当前时刻和下一时刻的值计算当前解,常用于提高数值稳定性。
数学形式(以一阶常微分方程为例):
$$
u{i} = u{i+1} + Delta t cdot f(u{i+1}, t{i+1})
$$
其中:
维度 | 柯尔莫哥洛夫后向方程 | 后向差分方程 |
---|---|---|
领域 | 概率论与随机过程 | 数值计算与微分方程离散化 |
时间方向 | 逆向推导初始条件的影响 | 逆向时间步长递推 |
典型应用 | 基因频率演化、金融模型 | 工程仿真、物理建模 |
如需进一步了解具体领域(如生物学或计算数学)的应用案例,可参考相关文献或专业教材。
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