Moyenne puissance matrice stochastique

Bonjour à tous,

Je ne sais pas si ce sujet a plus sa place dans la section algèbre ou probabilités.

On considère une matrice stochastique $P$, c'est-à-dire une matrice carrée dont chaque élément est positif et dans la somme des éléments de chaque ligne vaut $1$.

Je voudrais montrer le résultat suivant : il existe une matrice stochastique $Q$ telle que $\frac{1}{k+1}\sum_{i=0}^k P^i\to Q$ lorsque $k\to +\infty$.

J'ai pensé à utiliser le fait que $(I-P)\sum_{i=0}^k P^i = I-P^{k+1}$, ce qui donne $(I-P)\frac{1}{k+1}\sum_{i=0}^k P^i = \frac{1}{k+1}(I-P^{k+1})\to 0_{\mathcal{M}_n(\mathbb{R})} $ lorsque $k\to +\infty$ car la suite $I-P^{k+1}$ est bornée, mais je ne parviens pas à conclure.

Merci

Réponses

  • La suite que tu étudies est bornée. Il suffit donc de montrer qu’elle admet une unique valeur d’adhérence.
    Tu peux, par exemple, utiliser le théorème de Perron Frobenius pour cela.

    Dans tout les cas, il ne me semble pas que le résultat que tu souhaites prouver puisse s’obtenir de manière complètement élémentaire.
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