树指标马氏链和非齐次马氏链的广义熵遍历定理及相关问题的研究

论文摘要

概率论是一门用于研究随机现象及其规律性的数学学科,其主要目的是揭示出蕴含在各类随机现象中的规律性.在概率论的一系列研究中,对极限理论的研究是其中的一个重要方向,也是概率论其他研究方向和数理统计研究的重要基础.前苏联著名数学家Kolmogorov在其著作《独立随机变量和极限理论》中曾说过:“概率论的价值只有通过极限定理才能被揭示,没有极限定理就不可能去理解概率论的基本概念的真正含义.”[1]树指标随机过程是随机过程理论在树上的推广,它产生于信息论中的编码和译码问题.对树指标马氏链的研究是近年来概率论研究的重要方向之一,其研究成果引起了概率论、计算机、物理学等学科的广泛关注.树指标马氏链是一类定义在树图上的马氏过程,由于定义在树图上的移位算子是不可控群,因此对于树指标马氏链的研究方法与以往研究一般马氏过程的方法不同.近年来,对于树指标马氏链极限定理的研究主要采用构造含参数的似然比或鞅,然后利用似然比几乎处处收敛或Doob鞅收敛定理得到极限的几乎处处存在.利用上述方法,学者们得到了一系列定义在包含根节点的树指标马氏链的极限定理.本文的主要内容是在上述研究结果及方法的基础上,对树指标马氏链的相关理论进一步推广,研究了定义在树图上任意两层之间子树上的马氏链的极限问题,其中包括一系列关于树指标马氏随机过程延迟和的强极限定理和强大数定律以及在此基础上得到的广义熵遍历定理,关于非齐次马氏链的广义样本相对熵率的存在定理和非齐次马氏链的广义小偏差定理.本篇论文的主要内容如下:第一章绪论部分总述全文,叙述了关于马氏链及树指标马氏链的研究背景,其中包括关于树指标马氏链的研究课题及其研究成果,和熵遍历定理的概念,在信息论中的地位以及取得的研究成果,给出了后面七章中用到的概率论和信息论中的主要概念和记号等以及关于熵遍历定理,样本相对熵率存在定理及小偏差定理等的已有结论.第二章主要证明了树指标齐次马氏链的广义熵遍历定理.首先,给出了证明该定理会用到的相关引理,然后证明得到了有限状态树指标齐次马氏链状态出现次数在延迟平均意义下的强大数定律和关于树指标马氏链的广义熵遍历定理.第三章证明了树指标非齐次马氏链的广义熵遍历定理.第一节中给出了相关引理,并给予证明.然后,证明得到了有限状态树指标非齐次马氏链的状态发生频率延迟和的强大数定律和关于树指标非齐次马氏链的广义熵遍历定理.第四章证明了定义在一致有界树上的齐次马氏链的广义熵遍历定理.首先,给出了主要引理以及状态发生次数的符号定义,由于一致有界树相邻两层的顶点个数没有确定的数量关系,状态发生次数的定义不同于前两章.然后,证明得到了本章的主要定理,即状态发生频率的强大数定律和熵遍历定理,作为推论,得到了一致有界树指标马氏链的熵遍历定理以及第二章中的主要结论.第五章中主要证明了定义在m根Cayley树上的m阶（全）非齐次马氏链的广义熵遍历定理.第一节中给出了后续证明要用到的引理及其推论.第二节中证明得到了状态发生次数延迟和的强大数定律和广义的熵遍历定理,作为推论,推广得到了树指标马氏链的广义熵遍历定理.第六章证明了非齐次马氏链的广义样本相对熵率的存在定理.首先,利用非齐次马氏链的等价定义得出了广义样本相对熵的等价形式,并给出本章的主要引理,然后证明得到了非齐次马氏链的广义样本相对熵的极限,即广义样本相对熵率.第七章证明了二阶非齐次马氏链的广义样本相对熵率的存在定理.首先给出二阶非齐次马氏链的广义样本相对熵的等价形式和本章的主要引理.然后,证明得到了二阶非齐次马氏链的广义样本相对熵的极限定理.第八章主要讨论了关于非齐次马氏链的广义小偏差定理.首先证明得到了本章需要用到的主要引理,然后证明得到了一类非齐次马氏链的广义小偏差定理。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
•   1.1 研究背景
•   1.2 相关概念及重要定理
•     1.2.1 条件期望等概念及定理
•     1.2.2 马氏链相关概念
•     1.2.3 树指标马氏链及相关概念
•     1.2.4 信息论相关概念
•   1.3 已有结果
• 第二章 关于树指标齐次马氏链的广义熵遍历定理
•   2.1 相关引理
•   2.2 状态发生次数延迟和的强大数定理
•   2.3 广义熵遍历定理
• 第三章 关于树指标非齐次马氏链的广义熵遍历定理
•   3.1 相关引理
•   3.2 状态发生次数延迟和的强大数定律
•   3.3 树指标非齐次马氏链的广义熵遍历定理
• 第四章 关于一致有界树指标齐次马氏链的广义熵遍历定理
•   4.1 基本引理及其推论
•   4.2 主要定理及其推论
• 第五章 树指标非齐次m阶马氏链的广义熵遍历定理
•   5.1 相关引理及其推论
•   5.2 强大数定律和广义熵遍历定理
•   5.3 主要推论
• 第六章 关于非齐次马氏链广义样本相对熵率的存在定理
•   6.1 相关引理
•   6.2 主要定理
•   6.3 主要推论
• 第七章 非齐次二阶马氏链的广义样本相对熵率存在定理
•   7.1 主要引理
•   7.2 主要定理及推论
• 第八章 关于非齐次马氏链的一类广义小偏差定理
•   8.1 相关引理
•   8.2 主要定理
• 第九章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 已发表和完成的科研论文
• 参与的项目

文章来源

类型: 博士论文

作者: 杨洁

导师: 杨卫国

关键词: 马氏链,树指标马氏链,强大数定律,广义熵遍历定理,广义样本相对熵,广义小偏差定理

来源: 江苏大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 数学

单位: 江苏大学

分类号: O211

总页数: 120

文件大小: 3848K

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