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有向网络与马尔可夫链的拉普拉斯与双拉普拉斯方程

概率论 2021-04-06 v1 偏微分方程分析

摘要

本(主要但非 exclusively 为综述性的)汇编中的网络是强连通的有限有向图 XX,其中每条有向边 (x,y)(x,y) 配备一个正权重(电导)a(x,y)a(x,y)。我们不假设该函数的对称性,且一般而言不要求与 (x,y)(x,y) 同时存在的 (y,x)(y,x) 也是一条边。这些权重产生一个差分算子,其归一化版本被我们视为拉普拉斯算子。它关联于一个状态空间为 XX 的马尔可夫链。指定 XX 的一个非空子集作为边界。我们系统阐述不同类型的拉普拉斯方程,从泊松方程、狄利克雷问题和诺伊曼问题开始。对于后者,我们讨论外法向导数的定义。随后我们转向含势的拉普拉斯方程,从而也处理罗宾边界问题。接下来,我们研究双拉普拉斯算子及相关方程:迭代泊松方程、双拉普拉斯诺伊曼与狄利克雷问题,以及“板方程”。结果表明双拉普拉斯 Dirichlet-to-Neumann 映射具有非平凡的意义。本阐述以两个详细例子作结。

关键词

引用

@article{arxiv.2104.01368,
  title  = {Laplace and bi-Laplace equations for directed networks and Markov chains},
  author = {Thomas Hirschler and Wolfgang Woess},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2104.01368},
  year   = {2021}
}

备注

Expositiones Mathematicae, to appear