Fluer og Markov-kjeder

Her kan du stille spørsmål vedrørende problemer og oppgaver i matematikk på høyskolenivå. Alle som har kunnskapen er velkommen med et svar. Men, ikke forvent at admin i matematikk.net er spesielt aktive her.

Moderators: Vektormannen, espen180, Aleks855, Solar Plexsus, Gustav, Nebuchadnezzar, Janhaa

Post Reply
Nebuchadnezzar
Fibonacci
Fibonacci
Posts: 5648
Joined: 24/05-2009 14:16
Location: NTNU

En flue har rotet seg inn i et kryss og surrer forvirret rundt mellom 5 ulike områder

Code: Select all

    | 1 |
| 2 | 3 | 4 |
    | 5 | 
Vi antar flua flyr fra et omrdet til et annet hvert sekund. Om fluen befinner seg i midten vil den velge blindt mellom hvert av de fire områdene og dra dit. Derimot om den står i området 1,2,3,4 eller 5, vil den dra inn i midten med sannsynlighet 1.
------------------------------------------------------------
a) Skriv opp Markov-Matrise M som beskriver denne prossesen.
-----------------------------------------------------------

Her fant jeg ut at

[tex]\begin{bmatrix}0 & 0 & 0.25 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0.25 & 0 & 0 \\ 1 & 1 & 0.00 & 1 & 1 \\ 0 & 0 & 0.25 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0.25 & 0 & 0 \\ \end{bmatrix}[/tex]

HATER AT DEN IKKE STØTTER MELLOMROM

Som jeg antar blir riktig. Siden ikke alle leddene i matrisen er positiv så er ikke [tex]M[/tex] regulær.

-------------------------------------------------------------------
b) Bestem nulliteten til [tex]M[/tex], begrunn hvorfor [tex]M[/tex] er diagonaliserbar og vis at [tex]M^3 = M[/tex]
-------------------------------------------------------------------

Her sliter jeg litt mer, jeg ser at om vi utfører en ekstremt enkel gauss elliminasjon ender vi opp med bare 2 rader som er lineært uavhengige. Derfor burde nulliteten være

[tex]\text{rank}(M) + \text{null}(M) = n[/tex] som gir at [tex]null(M) = 5 - 2 = 3 [/tex] Riktig?

Videre så lurer jeg på hvorfor matrisen er diagonaliserbar? Jeg ser selvsagt at M er kvadratisk og har 3 ulike egenverdier, men må ikke M også være reguleær? Og det er den på langt nær.

Holder det å skrive at [tex]M^3 = M[/tex] pga at siden M er diagonaliserbar (som jeg ikke helt forstår) Så kan vi skrive

[tex]M^3 = P^{-1} D^{3} P = P^{-1} D P[/tex]

Siden [tex]1^3 = 1 \ , \ (-1)^3[/tex] og [tex]0^3 = 0[/tex]

-------------------------------------------------------------
c) Hva blir fordelingen av fluer påde fem områdene etter 1001 sekunder ([tex]t=1001[/tex]) ?
-------------------------------------------------------------

Trodde matrisen måtte være reguleær (positiv) for at jeg skulle kunne løse dette jeg. Tror det er noe jeg må ha missforstått her.
"Å vite hva man ikke vet er og en slags allvitenhet" - Piet Hein
https://s.ntnu.no/Integralkokeboken
Lektor - Matematikk, Fysikk og Informatikk
Aleks855
Rasch
Rasch
Posts: 6874
Joined: 19/03-2011 15:19
Location: Trondheim
Contact:

Jeg trodde en nxn-matrise var diagonaliserbar hvis den hadde n egenverdier?
Image
Gustav
Tyrann
Tyrann
Posts: 4563
Joined: 12/12-2008 12:44

Aleks855 wrote:Jeg trodde en nxn-matrise var diagonaliserbar hvis den hadde n egenverdier?
Nei, en n x n matrise er diagonaliserbar hviss den har n lineært uavhengige egenvektorer. Det er helt rett frem å først finne egenvektorene og deretter vise at de er l.u.a.
Post Reply