第○ 章预备知识x0.1 概率空间x0.2 随机变量及其独立性x0.3 期望与收敛性x0.4 条件概率、条件分布与条件期望 x0.5 随机过程第一章马氏链x1.1 定义与例子x1.2 不变分布与可逆分布x1.3 状态的分类x1.4 首达时与强马氏性x1.5 常返性x1.6 击中概率x1.7 格林函数x1.8 遍历定理与正常返x1.9 强遍历定理x1.10 收敛速度x1.11 分支过程x1.12 综合练习题第二章跳过程x2.1 泊松过程x2.2 跳过程的定义及其转移概率x2.3 常返x2.4 正常返与不变分布x2.5 逆过程与可逆分布x2.6¤ 连续时间马氏链第三章布朗运动x3.1 高斯分布与高斯过程x3.2 布朗运动的定义与莱维构造x3.3¤ 不变原理概述x3.4 布朗轨道的性质x3.5 位势理论x3.6 布朗桥与O-U 过程x3.7 随机积分与随机微分方程简介参考文献索引
前言如今人们越发重视不确定性的理论研究. 在数学界,以概率学家连续获得菲尔兹奖为标志,概率论的重要性越发凸显;在大学里,学习概率论的需求在增大,选课学生群体在扩张. 在北京大学,我们称本科生“概率论”的后续课程为“应用随机过程”. 原本为概率统计专业开设的相对小众的课程,如今迎来了更多选课者. 这其中既有其他专业、其他院系的学生,也有本专业提前学习的学生. 新的形势要求我们改进教学,满足同学们不断增长的学习需求. 长期以来我们在北京大学讲授本科生课程“应用随机过程”,积累了比较丰富的教学经验. 我们在钱敏平、龚光鲁合编的《应用随机过程》(北京大学出版社,1998年)的基础上做了较大幅度的改写,于2011年在高等教育出版社出版了同名讲义。《应用随机过程》(高教版)分为三章:马氏链、跳过程、布朗运动. 内容编排大致与我们48课时教学实践相一致,其中第一章约占一半篇幅. 讲义的出版基本满足了我们自己的教学需求.《应用随机过程》(高教版)出版距今也有十二年了. 经过长期教学实践,我们发现该教材的框架结构是合理的,而篇幅过于短小,内容不够丰满. 为更好满足同学们学习需求,第二作者近年不断充实教材内容,改进表达形式. 我们希望教材既能很好配合教学活动,又可以独立于教学成为一本开卷有益的自学读本. 这就要求教材具有更好的兼容性,更详细的铺叙,生动鲜活的实例,难度递进的习题,等等. 这是很难实现的理想目标,我们应当不懈追求,尽力靠近. 感谢同行和学生们十多年来对原先教材的使用和批评,我们相信新版教材向这个理想目标靠近了一步,并期待更多同行和学生们使用新版教材,继续提出批评,给予我们指教和帮助.
本书是北京大学数学科学院本科同名课程的教材。作者简明地将抽象的概念与具体的例子相结合。书中给出的随机过程涉及的面广,连续时间和连续状态都有涉及,内容丰富。本书对经典概念的发展史也有涉及,所以读起来不难。
陈大岳 ---------------------------- 陈大岳 1989年在美国加州大学洛杉矶分校获博士学位。现任北京大学博雅特聘教授,数学科学学院院长。长期主讲“概率论”“应用随机过程”“概率统计”等本科课程, 曾获国家教学成果奖二等奖,被评为北京市师德先进个人和北京大学“十佳教师”。章复熹 ---------------------------- 章复熹 2004年在北京大学获理学博士学位,其博士论文被评为全国优秀博士论文。现为现任北京大学数学科学学院副教授,概率统计系副主任。主持的“应用随机过程(实验班)”课程被评为2022年北京市优秀本科课程,领衔的“面向不同人才培养需求的随机过程系列课程改革”项目获2021年北京大学教学成果奖二等奖。
本书为北京大学同名课程的教材,分为三个部分:马氏链、跳过程和布朗运动。马氏链是指离散时间参数、取值于离散状态空间的马尔可夫过程,是性质十分简单而适用面又很广的一类概率模型,包括随机游动、分枝过程等常见模型。通过学习马氏链的基本知识,如状态分类、极限性质、平稳分布、收敛速度等,可初步熟悉随机过程的特性,掌握最基本的分析手段。这部分内容约占全书一半篇幅。跳过程是指连续时间参数、取值于离散状态空间的马尔可夫过程,以泊松过程为特例。其性质与马氏链的性质有许多相同之处,知识结构则与前半段基本相同。相信初学者可以借助前半段经验而轻松习得,也可借此巩固前一章的学习成果。布朗运动是连续时间参数、取值于欧氏空间的马尔可夫过程,性质非常丰富,研究手段则多了分析工具,如微分方程。布朗运动可视为随机游动的尺度变换极限,因此内容上也与第一章有相通之处。布朗运动的知识也是学习掌握扩散过程的基础。布朗运动还有许多成功的应用实例。随机过程理论的思想源泉是生产实践、军事斗争和社会活动等,了解实际背景有助于理解抽象的理论表述。作为教材,本书还配备大量例题和习题。有些习题是延拓型的,扩展了正文内容。本书可为高等学校数学专业和统计学专业随机过程论课程的教材或教学参考书。