Изменения

Перейти к: навигация, поиск

Случайные графы

3833 байта добавлено, 17 июнь
Нет описания правки
{{Теорема
|statement=<tex>p = \dfrac{c\ln n}{n}</tex>, тогда при <tex>c < 1</tex> граф а.п.н связен, при <tex>c > 1</tex> граф а.п.н не связен.
}}
 
== Распределение степеней вершин ==
{{Определение
|id=def_degree_dist
|definition='''Распределение степеней вершин случайного графа''' - это функция <tex>P(x)</tex>, определённая на <tex>\mathbb{R}</tex> как <tex>P(\xi=x)</tex>, то есть выражающая вероятность того, что вершина <tex>\xi</tex> имеет степень <tex>x</tex>. Другими словами, распределение степеней <tex>P(k)</tex> графа определяется как доля узлов, имеющих степень <tex>k</tex>.
}}
{{Пример
|id=example_1
|example=Если есть в общей сложности <tex>n</tex> узлов в графе и из них <tex>n_k</tex> имеют степень <tex>k</tex>, то <tex>P(k) = \frac{n_k}{n}</tex>. Другими словами, <tex>P(k)</tex> равно вероятности того, что отдельно взятая вершина имеет степень <tex>k</tex>.
}}
 
{{Утверждение
|statement=Дан случайный граф <tex>G(n, p)</tex> в биноминальной модели. Тогда для него распределение степеней вершин
<p>
<tex>
\begin{equation*}
P(k) = {n-1 \choose k} p^k(1-p)^{n-1-k}
\end{equation*}
</tex>
</p>
|proof=Действительно, если вероятность появления ребра <tex>p</tex>, то вероятность появления ровно <tex>k</tex> рёбер у вершины равна <tex>p^k(1-p)^{n-1-k}</tex>([[схема Бернулли]]). Таких наборов рёбер у одной вершины всего <tex>{n-1 \choose k}</tex>, откуда получаем искомое распределение.
}}
 
== Распределение максимальной степени вершин ==
{{Определение
|id=def_max_degree_dist
|definition='''Распределение максимальной степени вершин случайного графа''' - это функция <tex>Q(x)</tex>, определённая на <tex>\mathbb{R}</tex> как <tex>P(\xi=x)</tex>, то есть выражающая вероятность того, что максимальная степень вершины <tex>\xi</tex> равна <tex>x</tex>.
}}
{{Утверждение
|statement=<tex>Q(k) = P(k) \cdot (1 - \sum_{x=k+1}^{n} P(x))</tex>
|proof=Будем выводить формулу для <tex>Q(k)</tex> через распределение степеней вершин <tex>P(k)</tex>.
 
Максимальная степень вершины равна <tex>k</tex> тогда и только тогда, когда не существует вершины степенью больше <tex>k</tex>. Таким образом, нужно посчитать вероятность события <tex>A: \exists v\in G: \; deg(v) = k \;\&\; !\exists v\in G: \; deg(v) > x</tex>.
 
<tex>P(\exists v: \; deg(v) = k) = P(k)</tex>
 
<tex>P(k)</tex> - вероятность того, что вершина имеет степень <tex>k</tex>. Тогда вероятность того, что имеет одну из степеней <tex>1...k</tex> - <tex>\sum_{x=1}^{k}P(x)</tex>. Нам нужно обратное событие, при наступлении которого вершина имеет степень больше <tex>k</tex>. Его вероятность равна <tex>1 - \sum_{x=1}^{k} P(x)</tex>.
 
<tex>P(!\exists v: \; deg(v) > k) = 1 - \sum_{x=1}^{k} P(x)</tex>
 
События независимы, поэтому получаем: <tex>Q(k) = P(k) \cdot (1 - \sum_{x=1}^{k} P(x))</tex>
}}
Анонимный участник

Навигация