Matematické Fórum

Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.

Nástěnka
22. 8. 2021 (L) Přecházíme zpět na doménu forum.matweb.cz!
04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

#1 16. 02. 2021 16:14

fariet
Zelenáč
Příspěvky: 11
Reputace:   
 

Markovův řetězec

Zdravím.
Veškerá populace žije buď ve městě nebo na vesnici. Výchozí stav je takový, že 50 % žije ve městě. Každý rok se přestěhuje 5 % lidí z města na vesnici a 3 % z vesnice do města. Otázkou je jaká část populace bude žít ve městě za 100 let ? (pozn. ti co se přestěhovali se můžou stěhovat neomezeně).
Neznám řešení. Snažil jsem se přijít jestli existuje na tento typ příkladů určitý postup, ale nic jsem nenašel a na nic jsem nepřišel. Samozřejmě se snažím přijít na vozrec přes který rovnou zjistím stav v roce +100 od výchozí stavu a ne to počítat postupně.

Offline

 

#2 16. 02. 2021 18:38 — Editoval surovec (16. 02. 2021 18:45)

surovec
Příspěvky: 972
Reputace:   23 
 

Re: Markovův řetězec

↑ fariet:
Tak to je móc hezká úloha. Viděl bych to takto: jestliže populaci ve městě označím jako [mathjax]a_n[/mathjax] a populaci na vesnici jako [mathjax]b_n[/mathjax], kde [mathjax]n[/mathjax] označuje roky, tak rekurentní vyjádření populace ve městě je [mathjax]a_{n+1}=0{,}95a_n+0{,}03b_n[/mathjax].
Populace na začátku jsou [mathjax]a_0=b_0[/mathjax], celkem [mathjax]2a_0[/mathjax] a na vesnici je tedy [mathjax]b_n=2a_0-a_n[/mathjax]. Dosazením do předpisu pro město dostáváme
[mathjax2]a_{n+1}=0{,}95a_n+0{,}03(2a_0-a_n)=0{,}92a_n+0{,}06a_0.[/mathjax2]
Tu nejlepší část, odvození vzorce pro n-tý člen, prozatím ponechám na tobě ;-)

Offline

 

#3 16. 02. 2021 19:03

fariet
Zelenáč
Příspěvky: 11
Reputace:   
 

Re: Markovův řetězec

↑ surovec:
Na zmíněnou část jsem také došel odlišným zápisem. Bohůžel na tu nejlepší část stále ne. Zkusím to ještě večer :D (kdyžtak bys to mohl klidně poslat). Celkově by mi obecný vzorec pro tento typ příkladů, (kdy je zapotřebí dopočítat něco a z toho se vychází pro další výpočty) přišel velmi užitečný.

Offline

 

#4 16. 02. 2021 19:25 — Editoval surovec (16. 02. 2021 19:45)

surovec
Příspěvky: 972
Reputace:   23 
 

Re: Markovův řetězec

↑ fariet:
Ta poslední věta: tomu obecnému vzorci, pomocí kterého se z něčeho dopočítává něco dalšího, se říká MATEMATIKA.
A ten vzorec pro n-tý člen zkus tak, že si vyjádříš prvních pár členů pomocí [mathjax]a_0[/mathjax], pak už by to mohlo být jasné...

Offline

 

#5 16. 02. 2021 19:49

fariet
Zelenáč
Příspěvky: 11
Reputace:   
 

Re: Markovův řetězec

↑ surovec:
Jako jasně, ale tento postup na tento typ příkladů nějak zobecnit do nějakého obecného algoritmu. Myslím to, že jsou dána fixní pravidla, akorát ten základ ze kterého se vychází se mění na základě přechozích výpočtů. Nevím jak to popsat každopádně dobrá práce, díky !

Offline

 

#6 16. 02. 2021 20:01

surovec
Příspěvky: 972
Reputace:   23 
 

Re: Markovův řetězec

↑ fariet:
Tak označ třeba [mathjax]k[/mathjax] ten násobek, jímž se násobí kvůli úbytku ve městě (v našem případě 0,95) a [mathjax]l[/mathjax] násobek, jímž se násobí kvůli přílivu z vesnice (zde těch 0,03). Pak rekurentní rovnice je
[mathjax]a_{n+1}=(k-l)\cdot a_n+2la_0[/mathjax]
Zde bych si pro přehlednost přeznačil [mathjax]k-l=r[/mathjax] a [mathjax]2la_0=s[/mathjax]. Nyní si vypiš prvních pár členů posloupnosti
[mathjax]a_1=r\cdot a_0+s[/mathjax],
[mathjax]a_2=r\cdot (r\cdot a_0+s)+s=r^2a_0+rs+s[/mathjax],
[mathjax]...[/mathjax]
a z toho už (snad) odvodíš vzorec pro n-tý člen.

Offline

 

#7 17. 02. 2021 21:02

kaja.marik
Veterán
Příspěvky: 1915
Reputace:   57 
 

Re: Markovův řetězec

Elegantne se to resi pomoci maticoveho nasobeni. A je to celkem proflaknuty priklad. V mnoha ucebnicich linearni algebry. Nevim, jestli by clovek postupem podel rekurentnich vzorcu dokazal primo napsat stav po 100 letech. Ale pomoci matic to je snadne, pokud teda mate tento aparat k dispozici. Nadvakrat je to reseno v http://user.mendelu.cz/marik/mtk/mat-slidy/matice/ - nejdriv je vektorova formulace a potom o kus dal maticova. Ta maticova je to prave.

Offline

 

#8 18. 02. 2021 09:18

surovec
Příspěvky: 972
Reputace:   23 
 

Re: Markovův řetězec

↑ kaja.marik:
Přečti si ten příspěvek. Z rekurentního vzorce snadno odvodíš vzorec pro n-tý člen a do něj stačí dosadit.

Offline

 

#9 18. 02. 2021 13:20

fariet
Zelenáč
Příspěvky: 11
Reputace:   
 

Re: Markovův řetězec

↑ kaja.marik:
Blbě jsem to na začátku popsal. Snažil jsem se přijít na vzorec na který přišel surovec. Zajímalo mě zda by to šlo udělat bez použití matic a očividně šlo :D

Offline

 

#10 11. 05. 2021 13:15

Richard Tuček
Místo: Liberec
Příspěvky: 1047
Reputace:   18 
Web
 

Re: Markovův řetězec

Jde o Markovův řetězec se 2 stavy, matice pravd. přechodu je:

    0,95   0,05
    0,03   0,97

Zkuste najít stacionární rozdělení.
Více o Markovových řetězcích je též na
    http://www.tucekweb.info/Matem/Vys_mat/MP&SP.html

Offline

 

#11 11. 05. 2021 16:15

check_drummer
Příspěvky: 4623
Reputace:   99 
 

Re: Markovův řetězec

Ahoj, zarazilo mě toto:

fariet napsal(a):

pozn. ti co se přestěhovali se můžou stěhovat neomezeně

Co to přesně znamená? jako že na ty co se už jednou přestěhovali se těch 5% a 3% nevztahuje? Tedy pokud se ve vsenici vyskytne třeba 50% osob, které se sem přestěhovali z města, tak to znamená, že se tito všichni mohou další rok přestěhovat opět do města?


"Máte úhel beta." "No to nemám."

Offline

 

#12 12. 05. 2021 12:44 — Editoval Richard Tuček (13. 05. 2021 12:56)

Richard Tuček
Místo: Liberec
Příspěvky: 1047
Reputace:   18 
Web
 

Re: Markovův řetězec

↑ check_drummer:

Také tomu tak rozumím, že se mohou stěhovat neomezeně.
Když jsou ve městě, tak se příští rok na 5% přestěhují na vesnici, na 95% setrvají ve městě.
Pokud se přestěhují na vesnici, tak tam do dalšího roku na 97% setrvají, na 3% se přestěhují zpátky do města.

Stacionární rozdělení vyhovuje vztahu: (Pi1, Pi2) * matice pravd přechodů = (Pi1, Pi2)
Vyšlo mi Pi1= 3/8; Pi2= 5/8
Matice pravd. přechodů viz příspěvek dříve.

Offline

 

#13 12. 05. 2021 15:50

Stýv
Vrchní cenzor
Příspěvky: 5690
Reputace:   215 
Web
 

Re: Markovův řetězec

Jaky smysl ma odpovidat na ctvrt roku stary jiz zodpovezeny dotaz?

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson