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Cuál es la solución de forma cerrada (si la hay) de esta EDP:

¿Cuál es la solución explícita de esta EDP?

Antes de escribir la ecuación dejemos $P(t,n)=P(X(t)=n) $ donde P es una función de probabilidad tal que para cada $t$ satisface $\sum_{n=0}^{\infty} P(t,n) =1$ .

X(t) es un proceso estocástico. Para el propósito de esta pregunta no importa lo que $X$ es. Sólo quería decir dónde $P$ viene de

La cuestión principal es la siguiente. Tal vez pueda saltarse las afirmaciones anteriores y empezar por aquí.

Dejemos que $P: [0, \infty) \times \mathbb{N}\rightarrow [0,1]$ sea una función agradable {Derivadas continuas,...} que satisfaga esta ecuación diferencial parcial con condiciones iniciales:

$$\partial_{t} P(t,n)=aP(t,n-1)+b(n)P(t,n) \quad \quad \quad ;n\geq1$$ $$P(t,0)=r_{t}$$ $$ P(0,0)=1$$ y $$ P(0,n)=0 \quad ;n\geq 1$$

Dónde $a$ es una constante y $b(n)$ es una función que depende de $n$ . Puedo darte $ b(n)$ o $r_{t}$ pero pueden ser funciones complicadas, así que creo que es mejor escribirlas de esta forma.

¿Puede alguien encontrar una solución explicada (general) de $P(t,n)$ en términos de $a$ , $b(n)$ , $r_{t}$ ?

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Matthew Scouten Puntos 2518

Dado $P(t,n-1)$ se tiene un problema de valor inicial lineal de primer orden para $P(t,n)$ cuya solución es $$ P(t,n) = e^{b(n) t} \int_0^t a P(s,n-1) e^{-b(n) s} \; ds $$ En ausencia de una forma explícita para $P(t,0)$ no hay muchas esperanzas de algo más explícito que esto.

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