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Théorème de transition

Posté par
Kekeee
16-05-20 à 15:52

Bonjour tout le monde, je rencontre quelques difficultés face à la preuve du théorème de transition des graphes probabilistes.

Théorème : soient un graphe probabiliste d'ordre 2 et M sa matrice de transition M = \begin{bmatrix} a & 1-a\\ a& 1-a \end{bmatrix}
où (a,b) [0,1]² avec a 1 ,b 0 et (a,b) (0,1)

(Xn)nest la suite des états probabilistes définie par; Xn+1 = Xn M et X0 = [,ß] où (, ß)   [0,1]² et +ß = 1

Alors admet un unique état stable X et pour tout état initial Xo,Xn converge vers X.

Remarque 0 : X=def[un vn] converge vers X=def[u v] signifie que un→ u et vn→ v


Remarque 1 :
- le théorème est mis en défaut si a = 1 ou b= 0. Etudier ces cas particuliers. Que peut-on dire du graphe de transition?

-Le théorème est mis en défaut lorsque (a, b) = (0,1) Etudier ce cas particulier. Décrire alors l'évolution de n'importe quel état probabiliste.

Remarque 2 : L'état stable est nécessairement probabiliste.

Preuve du théorème :

1) Calculer le déterminant de M. En déduire que M admet un unique état stable
X= \begin{bmatrix} \frac{b}{1-(a-b)}& \frac{1-a}{1-(a-b)} \end{bmatrix} et que cet état est bien un état probabiliste.

2) On pose P =\begin{bmatrix} 1 & 1-a\\ 1& -b \end{bmatrix}. Prouver que P est inversible et déterminez P-1.
3) Prouver que M = P\begin{bmatrix} 1 & 0\\ 0& a-b \end{bmatrix}P-1


4) En déduire que : Mn=\frac{1}{1- (a - b)}\begin{bmatrix} b+(1-a)(a-b)^n& 1-a-(1-a)(a-b)^n\\ b-b(a-b)^n& 1-a+b(a-b)^n \end{bmatrix}

Puis que:
Xn= \frac{1}{1- (a - b)} \begin{bmatrix} b+(\alpha (1-a )-\beta b)(a-b)^n & 1-a+(-\alpha (1-a)+\beta b)(a-b)^n \end{bmatrix}


5) Etablir le résultat annoncé par le théorème.

6) Retrouver, à l'aide de l'expression de Xn ,l'étude du cas (a, b) = (0,1).


Ouf! Voilà je bloque dès la première question, j'ai du mal à comprendre le Théorème bien que très vaguement, je suis sûr que je pourrais arriver à faire des choses seule comme la question 2 et 3 de la preuve mais non la 1 par exemple.
Merci d'avance pour votre aide!

Posté par
carpediem
re : Théorème de transition 16-05-20 à 20:19

salut

suppose qu'il y a deux états stables et utilise la remarque 0 pour aboutir à une contradiction ... montrer qu'ils sont égaux ...

Posté par
Kekeee
re : Théorème de transition 16-05-20 à 21:20

Qu'est ce que sont deux états stables?

Si je vous suis; je suppose que que j'ai deux états stables (je ne sais pas encore ce que c'est) et je dois montrer que ces deux états son égaux si a=0 OU si b=0...

C'est ça?

Posté par
Kekeee
re : Théorème de transition 16-05-20 à 21:21

Sont*

Posté par
Kekeee
re : Théorème de transition 16-05-20 à 23:22

Svp?

Posté par
Kekeee
re : Théorème de transition 17-05-20 à 00:08

carpediem vous avez sauté les remarques il me semble...

Posté par
carpediem
re : Théorème de transition 17-05-20 à 09:10

qu'est-ce qu'un état stable ?

Posté par
Kekeee
re : Théorème de transition 17-05-20 à 10:17

Alors j'ai un peu cherché sur internet et j'ai trouvé qu'un état stable P n'évolue plus lorsque qu'on le multiplie par la matrice de transition, donc on a: P=PM

Posté par
carpediem
re : Théorème de transition 17-05-20 à 10:32

ok ...

as-tu calculé le déterminant de M ? que sais-tu sur ce déterminant ?

Posté par
Kekeee
re : Théorème de transition 17-05-20 à 10:46

Oui je l'ai calculé; j'ai trouvé det M= a-b
Et je sais que si le déterminant et différent de 0 la matrice M est inversible

Posté par
carpediem
re : Théorème de transition 17-05-20 à 10:51

ok mais encore ?

que signifie être inversible en terme de solution ?

Posté par
Kekeee
re : Théorème de transition 17-05-20 à 10:53

Inversible lorsqu'il existe une matrice X tel que: XM=M-1....
Je ne suis pas sûr?

Posté par
Kekeee
re : Théorème de transition 17-05-20 à 10:58

Erreur: lorsque M*M-1=In

Posté par
Kekeee
re : Théorème de transition 17-05-20 à 11:24

?

Posté par
carpediem
re : Théorème de transition 17-05-20 à 12:07

oui mais tu ne réponds pas à ma question ...

Posté par
Kekeee
re : Théorème de transition 17-05-20 à 12:17

Je ne comprends pas votre question alors? Vous voulez que je vous donne la formule d'une matrice inverse?

Posté par
carpediem
re : Théorème de transition 17-05-20 à 13:10

non ...

carpediem @ 17-05-2020 à 10:51

ok mais encore ?

que signifie être inversible en terme de solution ?
si la matrice est inversible alors la solution est unique ...

Posté par
Kekeee
re : Théorème de transition 17-05-20 à 13:25

Mais de quelle solution s'agit-il?
Par exemple la matrice M est inversible donc la matrice inverse M-1 est unique, c'est ça?

Posté par
carpediem
re : Théorème de transition 17-05-20 à 13:44

si M est inversible alors toute équation MX = Y possède une unique solution X = M-1Y ... et en particulier l'équation MX= X ...

Posté par
Kekeee
re : Théorème de transition 17-05-20 à 14:18

Et cette même matrice X correspond à notre état stable dans le sujet ci-dessus?

Posté par
carpediem
re : Théorème de transition 17-05-20 à 15:27

Kekeee @ 17-05-2020 à 10:17

Alors j'ai un peu cherché sur internet et j'ai trouvé qu'un état stable P n'évolue plus lorsque qu'on le multiplie par la matrice de transition, donc on a: P=PM

Posté par
Kekeee
re : Théorème de transition 17-05-20 à 19:52

Ok je voulais juste être sûr



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