首先来简单介绍一下矩阵的乘法,两个矩阵能进行矩阵乘法运算的前提是:第一个矩阵(左矩阵)的列数等于第二个矩阵(右矩阵)的行数。A = (aij)是一个m*s矩阵,B = (bij)是一个s*n矩阵,则矩阵A与矩阵B的乘积是一个m*n矩阵C = (cij),其中:cij = ai1*b1j + ai2*b2j + ··· +ais*bsj(i = 1,2,···,m;j = 1,2,···,n),记作 C = AB。 ) Q4 J6 r7 d+ t8 ?. J
用文字来描述就是矩阵A的第i行分别乘以矩阵B的第j列对应位置再求和得到的结果作为矩阵C第i行第j列的数字。
6 S% i- D2 H: t! `由于没有真正学习过转移矩阵,所以百度了一部分内容粘贴上来
6 c- S- n. v! [" n*什么是转移概率矩阵(Transition Probability Matrix)
- p( h) l' g, n0 q. S 转移概率矩阵:矩阵各元素都是非负的,并且各行元素之和等于1,各元素用概率表示,在一定条件下是互相转移的,故称为转移概率矩阵。如用于市场决策时,矩阵中的元素是市场或顾客的保留、获得或失去的概率。P(k)表示k步转移概率矩阵。
' r( j( E/ X1 k- i, `. [7 g2 A9 W$ T转移概率矩阵的特征
) v5 O* `4 g5 [- B* u9 W 转移概率矩阵有以下特征:
; m" S9 `% L# W* x- A ①,0≤Pij≤1 % Y _8 l3 h3 G% x% N
②\sum^{n}_{j-1}P_i j=1,即矩阵中每一行转移概率之和等于1。
+ O! e7 o; S9 \$ V# t, {. \2 Z转移概率矩阵的分析 ; X$ [% a+ `7 N
所谓矩阵,是指许多个数组成的一个数表。每个数称为矩阵的元素。矩阵的表示方法是用括号将矩阵中的元素括起来,以表示它是一个整体。如A就是一个矩阵。
% `6 y5 g6 K$ k# q2 l- UA=7 B; m" P* w5 I6 @( a
2 [ ^ j1 z) H3 U; s2 l. [( q2 N9 |% c[color=rgba(0, 0, 0, 0.75)]⎢⎢⎢⎢⎢a11,a12⋯∙∙∙∙∙∙a21,a22⋯am1,am2⋯a1n∙∙∙a2namn⎤⎦⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥ [color=rgba(0, 0, 0, 0.75)]
# q* v4 k4 z; z B2 @+ J8 @: F[color=rgba(0, 0, 0, 0.75)]这是一个由m行n列的数构成的矩阵, 表示位于矩阵中第i行与第j列交叉点上的元素, 矩阵中的行数与列数可以相等,也可以不等。当它们相等时,矩阵就是一个方阵。
3 H; e# O5 }1 B( R[color=rgba(0, 0, 0, 0.75)] 由转移概率组成的矩阵就是转移概率矩阵。也就是说构成转移概率矩阵的元素是一个个的转移概率R=6 L/ S) d- G6 g+ Y# o2 n6 ^2 Q
[color=rgba(0, 0, 0, 0.75)]
/ a1 F3 [; X" c- h7 G下面通过一个例子来解释转移矩阵的应用
+ x# ?9 T7 g" }' m7 @$ q m% s0 k5 H有R和S两家公司经营同类产品,这两家公司相互竞争。每年R公司保持有1/4的顾客,而3/4转移向S公司;每年S公司保持有2/3的顾客,而1/3转向R公司。当产品开始制造时R公司占有3/5的市场份额,而S公司占有2/5的市场份额。 % a, r/ f6 w9 C1 t" r ~" @& H+ J" ^
试问两年以后,两家公司所占有的市场份额变化怎样?5年以后会怎样?
. `* a; r8 m6 \! s4 d) P: [) ~第一问比较简单,通过高中的知识就可以接出来,8 ~: @: i8 c9 }: {8 ~6 k# C
R0 = 3/5,S0 = 2/5,R1 = R0*1/4+S0*1/3,S1 = S0*2/3+R0*3/4,同理R2 = R1*1/4+S1*1/3,S2 = S1*2/3+R1*3/4,) j, J' z" t! s$ o
' \! e/ V8 r, q. `这样稍加运算就可以算出结果,但是当计算5年以后时就会比较吃力了,下面通过转移矩阵的知识进行求解。 # s; g3 h1 u5 V
先建立一个R和S公司的初始分配矩阵3 Y3 G& _ l. h. T% H% T5 O
RS0 = [3/5 2/5]
4 e0 c) {- g# U3 e% \+ j再建立一个转移矩阵+ Z5 d0 B5 r$ A9 x* @
A = [1/4 1/3; 3/4 2/3]7 D9 [9 ~3 q0 a) O! p
一年以后的分配为
+ m; O7 V3 s( N8 `8 m' sRS1 = A*RS0" k+ a$ k5 W! ?# v1 x) n. M4 [
两年以后的分配为( u- O1 v7 n! Q4 Z p9 A b: w0 H$ [6 }
RS2 = A^2*RS0) j2 I" N! b) Y0 R/ E
5年以后的分配为5 V* I' ~ v7 D. P
RS5 = A^5*RS0
' J9 \9 {* {: I( ?转移矩阵的第一行第一列为第一家公司保持的份额,第二行第一列是第一家公司向第二家公司转移的份额,第一行第二列是第二家公司向第一家公司转移的份额,第二行第二列是第二家公司保持的份额。. C; Z& u1 ]2 Y" r. b7 i8 ^ L
' L* n0 t6 j i' L0 e0 f |