Введение

Примеры вероятностной структуры
В этой статье приведены примеры цепей Маркова и процессов Маркова в действии. Все примеры рассматриваются в счетном пространстве состояний. Для обзора цепей Маркова в общем пространстве состояний обратитесь к статье «Цепочки Маркова в измеримом пространстве состояний».

Настольные игры, в которые играют кости

Игра в змеи и лестницы или любая другая игра, где ходы определяются исключительно броском кубиков, является цепью Маркова, точнее, поглощающей цепью Маркова. Это в отличие от карточных игр, таких как блэкджек, где карты представляют собой «память» предыдущих ходов. Чтобы понять разницу, рассмотрим вероятность определенного события в игре. В играх, основанных на броске кубиков, имеет значение только текущее состояние игрового поля. Следующее состояние поля зависит от текущего состояния и следующего броска кубиков, но не от того, как игровое поле достигло текущего состояния. В игре, такой как блэкджек, игрок может получить преимущество, запоминая, какие карты уже были сданы (и, следовательно, какие карты больше не находятся в колоде), поэтому следующее состояние (или комбинация карт) игры зависит от предыдущих состояний.

Азартные игры

Предположим, кто-то начинает с 10 долларов и делает ставку в 1 доллар на бесконечную, честную монету, неограниченно или до тех пор, пока не потеряет все деньги. Если обозначает количество долларов, которое у человека есть после n бросков, при условии , то последовательность является марковским процессом. Если известно, что сейчас у человека 12 долларов, то можно ожидать, что при равных шансах после следующего броска у него будет либо 11, либо 13 долларов. Эта оценка не улучшается дополнительной информацией о том, что изначально было 10 долларов, затем сумма увеличилась до 11, уменьшилась до 10, снова увеличилась до 11 и, наконец, до 12 долларов. Тот факт, что знание о предыдущих бросках не улучшает оценку, демонстрирует марковское свойство, или свойство отсутствия памяти стохастического процесса.

Модель языка

Этот пример пришел от самого Маркова. Марков выбрал 20 000 букв из «Евгения Онегина» Пушкина, разделил их на гласные и согласные и подсчитал вероятности переходов. Стационарное распределение составляет 43,2% гласных и 56,8% согласных, что близко к фактическому соотношению в книге.

Процесс рождения и смерти

Если в духовке лопнуть сто зерен попкорна, каждое из которых лопается в случайный момент времени, распределенный экспоненциально, то это будет непрерывный марковский процесс. Если обозначает количество зерен, которые лопнули к моменту времени t, то задача сводится к определению числа зерен, которые лопнут в последующее время. Для этого необходимо знать только количество зерен, которые уже лопнули до момента времени "t". Не требуется знать, когда именно они лопнули, поэтому информация о для предыдущих моментов времени "t" не имеет значения. Описанный процесс является приближением к процессу Пуассона – процессы Пуассона также являются марковскими процессами.