Expression à calculer d'une chaîne de Markov

Bonjour à tous. Je suis tombé sur un exercice qui me cause une certaine difficulté et je suppose que c'est moi qui suis fatiguée, puisque la question parait très simple, mais je n'arrive pas à trouver un cheminement pour y répondre. Mon problème n'est pas vraiment lié aux probabilités, mais le sujet l'est. Je m'explique en simplifiant le long énoncé de l'exercice.

On a une chaine de Markov homogène $X=(X_n)$, à temps discret, définie sur un espace général $E$ et on note, comme c'est le cas en général, par $P^n(x,\Gamma)=\mathbb{P}(X_n\in \Gamma\mid X_0=x)$. On définie alors, pour tout $\Gamma$ dans la $\sigma$-algèbre des évènements (supposée dénombrablement engendrée : réunion dénombrable) l'expression $A(\Gamma)=\sup\limits_{x,y\in E} \left|P(x,\Gamma)-P(y,\Gamma) \right|\ $ et $\ B =\sup\limits_{\Gamma}A(\Gamma)$.
On considère alors, pour le cas d'espace d'état discret, la matrice de transition suivante.
\[P=\frac{1}{16}\begin{pmatrix}
8& 2&4&2 \\
4 & 6&4& 2 \\
3 &5 &7&1\\
5 &4 &5&2\\
\end{pmatrix} .

\] 1. Il nous est demandé de calculer $A(\Gamma)$, pour tout $\Gamma$ pour cette matrice.
2. Puis de calculer $B$ et de comparer à la quantité $C=\sup\limits_{i,j,k}|P(i,\left\lbrace k\right\rbrace )-P(j,\left\lbrace k\right\rbrace )|$.

Pour $C$, j'ai trouvé $\frac{5}{16}$ (et je pense que c'est bon). Par contre, pour calculer $A$ et $B$ c'est très long et les calculs dans ma tête sont assez confus (je pense qu'il y a une astuce ou toute autre démarche).
Je suis sur cette question depuis deux jours (alors que les autres questions j'ai répondu sans problème, tandis que cette première question je suis bloqué).
Toute suggestion ou explication de la démarche avec le résultat final de $B$ sont les bienvenues.
Merci à l'avance et bonne fin de semaine.
zenon

Réponses

  • Je remarque que $A(\Gamma)=A(\Gamma^c)$. Je n'ai pas assez de détails sur la vie privée de la personne qui t'a posé cet exercice pour affirmer ça avec certitude mais je pense qu'il va falloir détailler le calcul de A pour chaque $\Gamma$ de cardinal $0$ ou $1$ ou $2$, pour les 2 premiers c'est plutôt simple voire même amusant, mais pour $2$ ça donne le goût d'une blague trop longue.

    Le calcul de $B$ en devient simple, et on a que $B>C$ (exemple en prenant la 1ère et la dernière colonne).

    Peut-être y a-t-il une solution plus intelligente que cette réponse barbare. Bon courage !
  • Merci Grenouille factorielle pour ta réponse.

    Cependant, je ne comprends pas ta dernière remarque « exemple en prenant la 1ère et la dernière colonne ». En effet, si j'ai bien compris le calcul de $B$, la 1ère colonne donne un maximum $\frac{5}{16}$ et la dernière colonne donne le maximum $\frac{1}{16}\cdot$

    Donc ceci ne montre pas que $B>C$, puisque $C=\frac{5}{16}\cdot$

    Merci à l'avance pour ta réponse et pour toute autre réponse des intervenants.

    zeno
  • Je t'en prie.
    On s'est mal compris, je voulais te suggérer de poser $\Gamma=\{1,4\}$. On a alors $A(\Gamma)=\frac{6}{16}$.
    Edit : tu as oublié une lettre dans ta signature
  • Merci Grenouille factorielle. Je pense que c'est la fatigue qui m'a rendue assez bête.

    Toujours toute autre suggestion est la bienvenue.

    zenon
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