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一维对称随机游走回到起点的概率

Back to start

专题
Probability / 概率
难度
L4

题目详情

What is the probability that a symmetric random walk gets back to its starting point?

解析

一维对称随机游走是常返(recurrent)的。

等价地,证明从 1 出发最终命中 0 的概率为 1:设 αk\alpha_k 为从 k1k\ge 1 出发“永不访问 0”的概率,则由一步分析

αk=12αk1+12αk+1,α0=0.\alpha_k=\tfrac12\alpha_{k-1}+\tfrac12\alpha_{k+1},\quad \alpha_0=0.

该差分方程的有界解只能是 αk0\alpha_k\equiv 0,故 α1=0\alpha_1=0

从 0 出发第一步必到 ±1\pm 1,再以概率 1 回到 0,因此

P(回到起点)=1.\boxed{\mathbb{P}(\text{回到起点})=1}.