Vinnaren i pepparkakshustävlingen!
2018-11-21, 09:23
  #1
Medlem
Ett diagram kan representeras med en matris A. Kolumnerna i A summeras till 1.
Lösningen till ekvationssystemet AX=X är (a,b,...)*t. Om vi väljer t så att a+b+...=1 blir detta exakt samma vektor som
lim n->inf för A^n*(1/k,1/k,...) där k är antal element i X.

Jag är inte så bra på linjär algebra, men finns det något bevis för detta som jag kan förstå?
Citera
2018-11-21, 10:35
  #2
Medlem
Låt v_n = A^n (1/k, 1/k, 1/k,...)
Eftersom kolumnerna i A alla summerar till 1. kommer summan av talen i v_(n+1) vara samma som summan av talen v_n. En viss kolumn berättar hur en given komponent av vektorn ska delas upp, och vi säger alltså att delarna summerar till 1.

Eftersom (a,b,...) löser AX=X är (a,b,...) en egenvektor till matrisen A med egenvärde 1.

Antag att det finns en annan egenvektor u med egenvärde k. Summan av komponenterna för u multipliceras med k. Men samtidigt vet vi att summan av komponenterna bevaras. Alltså måste komponenterna i u summera till 0. Eller så måste egenvärdet vara 1.

Av formuleringen "Lösningen till ekvationssystemet" kan vi utlösa att detta är den enda lösningen, dvs det finns bara en egenvektor med egenvärde 1. Alla andra egenvektorer har komponenter som summerar till 0.

Jag försökte få fram att inga egenvärden kan vara större än 1, men det verkar inte stämma.
__________________
Senast redigerad av im3w1l 2018-11-21 kl. 11:00.
Citera
2018-11-21, 12:17
  #3
Medlem
nerdnerds avatar
Citat:
Ursprungligen postat av Hedning1390
Ett diagram kan representeras med en matris A. Kolumnerna i A summeras till 1.
Lösningen till ekvationssystemet AX=X är (a,b,...)*t. Om vi väljer t så att a+b+...=1 blir detta exakt samma vektor som
lim n->inf för A^n*(1/k,1/k,...) där k är antal element i X.

Jag är inte så bra på linjär algebra, men finns det något bevis för detta som jag kan förstå?
Handlar det om en Markov-kedja? I så fall är komponenterna i X sannolikheter och då har vi också villkoret att de måste vara positiva. Har im3w1l rätt i att det också ska ses som en premiss att det bara finns EN lösning X till AX=X? Annars kan man ju ha fler beroende vad det är för A. Tänk bara t ex om A är identitetsmatrisen.

Citat:
Ursprungligen postat av im3w1l
Låt v_n = A^n (1/k, 1/k, 1/k,...)
Eftersom kolumnerna i A alla summerar till 1. kommer summan av talen i v_(n+1) vara samma som summan av talen v_n. En viss kolumn berättar hur en given komponent av vektorn ska delas upp, och vi säger alltså att delarna summerar till 1.

Eftersom (a,b,...) löser AX=X är (a,b,...) en egenvektor till matrisen A med egenvärde 1.

Antag att det finns en annan egenvektor u med egenvärde k. Summan av komponenterna för u multipliceras med k. Men samtidigt vet vi att summan av komponenterna bevaras. Alltså måste komponenterna i u summera till 0. Eller så måste egenvärdet vara 1.

Av formuleringen "Lösningen till ekvationssystemet" kan vi utlösa att detta är den enda lösningen, dvs det finns bara en egenvektor med egenvärde 1. Alla andra egenvektorer har komponenter som summerar till 0.

Jag försökte få fram att inga egenvärden kan vara större än 1, men det verkar inte stämma.
Verkar riktigt, utom det sista ifall detta handlar om Markov. För ett egenvärde > 1 eller < -1 skulle då alltså gälla någon egenvektor med komponentsumman = 0, med både plus och minus för komponenterna. Så om ursprungsvektorn har en sådan komponent (det har den nog) så tar den ju snabbt över i AⁿX med sannolikheter som blir både > 1 resp negativa (men iaf summa = 1).
__________________
Senast redigerad av nerdnerd 2018-11-21 kl. 12:20.
Citera
2018-11-22, 04:59
  #4
Medlem
Konkret motexempel:

Kod:
 2.6   -2.4
-1.6    3.4

Den har egenvektorn (0.6, 0.4) med egenvärde 1 och egenvektorn (1, -1) med egenvärde 5. Kolumnerna summerar till 1.

A^n * (0.5, 0.5) = A^n [ (0.6, 0.4) - 1/10(1, -1)] = (0.6, 0.4) + 5^n [-1/10, 1/10]
__________________
Senast redigerad av im3w1l 2018-11-22 kl. 05:06.
Citera
2018-11-22, 11:21
  #5
Medlem
nerdnerds avatar
Citat:
Ursprungligen postat av im3w1l
Konkret motexempel:

Kod:
 2.6   -2.4
-1.6    3.4

Den har egenvektorn (0.6, 0.4) med egenvärde 1 och egenvektorn (1, -1) med egenvärde 5. Kolumnerna summerar till 1.

A^n * (0.5, 0.5) = A^n [ (0.6, 0.4) - 1/10(1, -1)] = (0.6, 0.4) + 5^n [-1/10, 1/10]
Just det. Men detta är då uppenbarligen inte Markov, för då ska ju varje kolumn vara ett gäng sannolikheter, dvs tal mellan 0 och 1.

Dvs är det Markov? Verkar iaf som att TS förutsätter något sådant om AⁿX ska konvergera.
Citera

Stöd Flashback

Flashback finansieras genom donationer från våra medlemmar och besökare. Det är med hjälp av dig vi kan fortsätta erbjuda en fri samhällsdebatt. Tack för ditt stöd!

Stöd Flashback