100% tevredenheidsgarantie Direct beschikbaar na je betaling Lees online óf als PDF Geen vaste maandelijkse kosten 4.2 TrustPilot
logo-home
Samenvatting

Summary Stochastic Processes Notes

Beoordeling
-
Verkocht
-
Pagina's
68
Geüpload op
01-10-2025
Geschreven in
2025/2026

This document is a statements-only summary for Stochastic Processes. It gathers the key definitions, theorems, and conditions in my own wording, plus brief one-line interpretations for context. Includes a few simple figures/graphs to make ideas easier to remember. No proofs, no solutions—just clean, exam-focused facts.

Meer zien Lees minder











Oeps! We kunnen je document nu niet laden. Probeer het nog eens of neem contact op met support.

Documentinformatie

Geüpload op
1 oktober 2025
Aantal pagina's
68
Geschreven in
2025/2026
Type
Samenvatting

Voorbeeld van de inhoud

Stochastic Processes Notes



October 1, 2025

,Stochastic Processes Notes




Contents

1 Markov Processes 3

2 Classification of States 7

3 Classification of Chains 12

4 Stationary Distributions and the Limit Theorems 15
4.1 Irreducible Markov Chain Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
4.2 General Markov Chains . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

5 Reversibility 20
5.1 Interpretation of Detailed Equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

6 Handout 2 23
6.1 Exponential Distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
6.2 Intuitive Explanation Using Train Arrival Times . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
6.3 Generating Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
6.4 Laplace Transform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
6.5 Random Sums . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
6.6 Feller’s Theorem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

7 Chains with Finitely many States 36
7.1 Diagonalizable P matrix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
7.2 Jacobian P matrix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

8 Birth Process and the Poisson Process 42
8.1 Poisson Process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
8.1.1 Intuitive Proof of Theorem (Poisson Process follows a Poisson Distribution) . 44
8.2 Poisson Process using Exponential Distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45


Page 1 of 67

,Stochastic Processes Notes


8.3 Poisson Process and Uniform Distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
8.4 Birth Process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
8.4.1 How to Solve Forward System? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

9 Continuous-Time Markov Chains 54
9.1 Generation Matrix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
9.2 Continuous MC given as Discrete MC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
9.3 Stationary Distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

10 Handout 4 62

11 Birth-Death Processes 64




Page 2 of 67

, Stochastic Processes Notes




Chapter 1

Markov Processes

Definition 1.0.1. (Markov Chains)
Let S be a discrete set. A Markov Chain is a sequence of random variables X0 , X1 , . . . taking
values in S with the property that:

P(Xn+1 = j | X0 = x0 , . . . , Xn−1 = xn−1 , Xn = i) = P(Xn+1 = j | Xn = i)

for all x0 , . . . , xn−1 , i, j ∈ S, and n ≥ 0. The set S is the state space of the Markov chain.

Definition 1.0.2. (Time-Homogeneous)
A Markov-Chain is time-homogeneous if the probabilities do not depend on n. That is:

P(Xn+1 = j | Xn = i) = P(X1 = j|X0 = i)

Remark: We mean that time has no effect on what happens. Only the state is the one affecting
the system.

Definition 1.0.3. (Transition Matrix)
Let X0 , X1 , . . . be a time-homogeneous Markov Chain. Let S = {1, 2, 3, 4, 5, . . . } be the state space.
Since the probabilities from one state to another are fixed we can summarize them into a matrix
representing transition from one state to another.

1 2 3 ...
1 a11 a12 a13 ...
2 a21 a22 a23 ...
3 a31 a32 a33 ...
.. .. .. ..
. . . .


Page 3 of 67
€10,49
Krijg toegang tot het volledige document:

100% tevredenheidsgarantie
Direct beschikbaar na je betaling
Lees online óf als PDF
Geen vaste maandelijkse kosten

Maak kennis met de verkoper
Seller avatar
bollanom

Maak kennis met de verkoper

Seller avatar
bollanom Technische Universiteit Eindhoven
Bekijk profiel
Volgen Je moet ingelogd zijn om studenten of vakken te kunnen volgen
Verkocht
Nieuw op Stuvia
Lid sinds
2 maanden
Aantal volgers
0
Documenten
1
Laatst verkocht
-

0,0

0 beoordelingen

5
0
4
0
3
0
2
0
1
0

Recent door jou bekeken

Waarom studenten kiezen voor Stuvia

Gemaakt door medestudenten, geverifieerd door reviews

Kwaliteit die je kunt vertrouwen: geschreven door studenten die slaagden en beoordeeld door anderen die dit document gebruikten.

Niet tevreden? Kies een ander document

Geen zorgen! Je kunt voor hetzelfde geld direct een ander document kiezen dat beter past bij wat je zoekt.

Betaal zoals je wilt, start meteen met leren

Geen abonnement, geen verplichtingen. Betaal zoals je gewend bent via iDeal of creditcard en download je PDF-document meteen.

Student with book image

“Gekocht, gedownload en geslaagd. Zo makkelijk kan het dus zijn.”

Alisha Student

Veelgestelde vragen