From 03cc008550b96c7f95801928d046b0274b554b9e Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Luis Rojas Date: Wed, 28 May 2025 18:12:48 -0600 Subject: [PATCH] (transcripcion edit) --- docs/5_18_2_nacimiento_muerte.md | 109 ++++++++++++++++++++++++++++++- 1 file changed, 108 insertions(+), 1 deletion(-) diff --git a/docs/5_18_2_nacimiento_muerte.md b/docs/5_18_2_nacimiento_muerte.md index e5e0b2c..1ef7367 100644 --- a/docs/5_18_2_nacimiento_muerte.md +++ b/docs/5_18_2_nacimiento_muerte.md @@ -3,4 +3,111 @@ [18 - Cadenas de Markov en tiempo contínuo](https://www.overleaf.com/read/wmkypgnzztdn#38decd) ### Secciones -- Proceso de nacimiento y muerte en tiempo contínuo (11 - 18) \ No newline at end of file +

El proceso de nacimiento y muerte en tiempo continuo

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El proceso de nacimiento y muerte en tiempo continuo I

+ +"Nacimiento" y "muerte" es una analogía tétrica que puede interpretarse también como "aparición y desaparición" o "llegada y salida"o "llegada" y "salida" o "unión" y "separación" o "haciendo fila y listo el trámite"... + +![Llegada y salida de entidades](images/18_llegada_salida.svg){ style="display: block; margin: auto;" } + + +--- +

El proceso de nacimiento y muerte en tiempo continuo II

+ + +* Considérese una “máquina” que puede estar en cualquiera de varios estados en +cada instante de tiempo $t \geq 0$. +* El conjunto de estados posibles, el espacio de estados S, será siempre discreto: + +$$ +S = \{0, 1, 2, \ldots, N\} \quad \text{o} \quad S = \{0, 1, 2, \ldots\} +$$ + +* Al tiempo t, el estado de la máquina es denotado por $X_t$. + +!!! note "" + Por ejemplo, $X_t$ podría denotar el número de animales en una poza para beber. + El estado de la máquina es el número $X_t$ de animales al tiempo $t$. + +--- + +

Suposiciones básicas I

+

Proceso de nacimiento y muerte

+ +**1.** Si al tiempo $t$ la máquina está en el estado $i$, permanece en ese estado por un +tiempo aleatorio que es exponencialmente distribuido con parámetro $\Omega_i$. + +- El tiempo de espera promedio en el estado $i$ es el recíproco $1 / \Omega_i$ +- $\Omega_i$ depende del estado $i$, pero no depende de otros estados anteriores +- El estado $i$ pudiera ser **absorbente**: una vez que la máquina entra al estado $i$, permanecerá siempre ahí +- En este caso, $\Omega_i = 0$ y el tiempo de espera promedio es $1 / \Omega_i \rightarrow \infty$ + + +--- +

Suposiciones básicas II

+

Proceso de nacimiento y muerte

+ +**2.** Cuando la máquina sale del estado $i$, cambia al estado $i + 1$ o al estado $i - 1$ +(habían 9 vacas, luego hay 8 si se va una, o 10 si llega otra). Sea + +$$ +\begin{align} +p_i &= P(\{\text{próximo estado es } i + 1 \mid \text{último estado es } i\}) \notag \\ +q_i &= 1 - p_i \notag \\ + &= P(\{\text{próximo estado es } i - 1 \mid \text{último estado es } i\}) \tag{7} +\end{align} +$$ + + + +Entonces $p_i$ y $q_i$ dependen solamente del estado $i$ y no de otros detalles del proceso +(tales como el tiempo $t$, la duración en $i$ o el estado antes de $i$). + +--- +

Suposiciones básicas III

+

Proceso de nacimiento y muerte

+ +![Diagrama de transición de estados en el proceso de nacimiento y muerte](images/18_estados_nacimiento_muerte.svg) + +El proceso estocástico $\{X_t\}_{t=0}^\infty$ es un registro completo de los estados ocupados por la máquina para todos los tiempos $t \geq 0$. + +--- +

Propiedad de la falta de memoria I

+

Proceso de nacimiento y muerte

+ +Dado el presente estado $X_t$ del sistema al tiempo $t$, los estados futuros de la máquina no +dependen de los estados pasados. + +- En particular, si el estado al tiempo $t$ es $X_t = i$, entonces es completamente +irrelevante si ha estado en el estado $i$ por varios años o si acaba de cambiar al +estado $i$, para predecir cuándo se mudará del estado $i$. + +--- +

Propiedad de la falta de memoria II

+

Proceso de nacimiento y muerte

+ +- Dado que la distribución exponencial sigue la propiedad de la falta de memoria, + la máquina se comporta como si acabara de moverse al estado $i$ a pesar de qué tan + largo hubiera realmente ocupado el estado $i$. + +- La distribución exponencial es la única distribución continua concentrada en + $[0, \infty[$ para los tiempos de espera que tiene esta propiedad. + +Nótese que si $\Omega_i = 0$ para el estado $i$, entonces los valores de $p_i$, $q_i$ son innecesarios de especificar dado que la máquina no puede cambiar del estado $i$ una vez en él. + +--- +

Proceso de nacimiento y muerte en tiempo continuo

+

Síntesis

+ +Consiste de una máquina que puede cambiar entre estados en un espacio de estados $S$. + +- $X_t$ denota el estado ocupado al tiempo $t$ para $t \geq 0$. + +- La máquina permanece en el estado $i$ por un período de tiempo indeterminado + (llamado tiempo de espera o permanencia) que es exponencialmente distribuido + con parámetro $\Omega_i$ (tiempo de espera promedio $1 / \Omega_i$). + +- Cuando la máquina cambia, cambia a los estados $i + 1$, $i - 1$ con probabilidades + respectivas $p_i$, $q_i = 1 - p_i$. \ No newline at end of file