Научная статья на тему 'Предельные распределения числа кратных ребер одной вершины конфигурационного графа'

Предельные распределения числа кратных ребер одной вершины конфигурационного графа Текст научной статьи по специальности «Математика»

CC BY
215
25
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СЛУЧАЙНЫЙ ГРАФ / КОНФИГУРАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ / ПЕТЛЯ / КРАТНОЕ РЕБРО / ПРЕДЕЛЬНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ

Аннотация научной статьи по математике, автор научной работы — Чеплюкова Ирина Александровна

Рассматривается случайный граф, содержащий N вершин, в котором независимые одинаково распределенные случайные величины ξ1,...,ξ n, равные степеням вершин графа, имеют биномиальное распределение с параметрами (Ν,ρ), где параметр р = ρ(Ν) выбран так, что Νρ → λ, 0

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

LIMIT DISTRIBUTIONS OF THE NUMBER OF MULTIPLE EDGES OF A VERTEX OF A CONFIGURATION GRAPH

We consider a random graph with N vertices in which the random variables equal to the vertex degrees are independent and have a binomial distribution with parameters (N,p), where p = p(N) is such that N → ∞, Np → λ, 0

Текст научной работы на тему «Предельные распределения числа кратных ребер одной вершины конфигурационного графа»

Труды Карельского научного центра РАН № 4. 2014. С. 121-129

УДК 519.1754

ПРЕДЕЛЬНЫЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЧИСЛА КРАТНЫХ РЕБЕР ОДНОЙ ВЕРШИНЫ КОНФИГУРАЦИОННОГО ГРАФА

И. А. Чеплюкова

Институт прикладных математических исследований Карельского научного центра РАН

Рассматривается случайный граф, содержащий N вершин, в котором независимые одинаково распределенные случайные величины £i,... ,£jv> равные степеням вершин графа, имеют биномиальное распределение с параметрами (N,p), где параметр р = p(N) выбран так, что Np —> А, 0 < А < оо, при N —> ос. Получены предельные распределения числа кратных ребер одной вершины случайного графа.

Ключевые слова: случайный граф, конфигурационная модель, петля, кратное ребро, предельное распределение.

I. A. Cheplyukova. LIMIT DISTRIBUTIONS OF THE NUMBER OF MULTIPLE EDGES OF A VERTEX OF A CONFIGURATION GRAPH

We consider a random graph with N vertices in which the random variables equal to the vertex degrees are independent and have a binomial distribution with parameters (N,p), where p = p{N) is such that N —> oo, Np —> A, 0 < A < oo. Limit distributions of the number of multiple edge are obtained for one vertex of the configuration model.

Key words: random graph, configuration model, loop, multiple edge, limit distribution.

Изучению случайных графов, предназначенных для моделирования сложных сетей коммуникаций, посвящено множество работ (см., например, [5, 9, 11]). Одна из наиболее известных моделей - конфигурационная модель с независимыми одинаково распределенными степенями вершин. Построение этой модели состоит из двух этапов. На первом этапе для каждой из N вершин графа определяется ее степень в соответствии с некоторым распределением вероятностей. Для удобства изложения процесса построения такой модели часто используется понятие полуреб-ра, введенное в [11]. Из каждой вершины графа может выходить несколько полуребер, число которых равно степени данной вершины.

Предполагается, что все вершины и полуре-бра различны. На втором этапе построения происходит последовательное образование ребер: на каждом шаге два полуребра выбираются равновероятно и, соединившись, образуют ребро; если сумма всех полуребер является нечетным числом, то вводится вспомогательная (фиктивная) вершина, степень которой равна 1, и последнее свободное полуребро образует ребро с этой дополнительной вершиной. При изучении структуры таких графов оказалось эффективным использование методов теории ветвящихся процессов ([4, б, 7, 10] и др.). Однако при построении конфигурационной модели соединение полуребер происходит без ограничений, следовательно, могут по-

0

явиться кратные ребра и петли, а этих объектов в реализациях ветвящихся процессов нет. Поэтому необходимо уметь оценивать вероятности появления петель и кратных ребер при исследовании конфигурационных графов. Первые такие результаты были получены в работах [2] и [3].

В [8] рассматривается предельная структура графа, содержащего N вершин, при условии, что существует предельное распределение степеней вершин с конечными двумя первыми моментами. В [8] показано, что если максимальная степень вершины вышеуказанного графа имеет порядок при N —> оо, то

число петель и число кратных ребер асимптотически имеет распределение Пуассона. В этом случае конфигурационный граф имеет только конечное число петель и кратных ребер. Следовательно, как отмечалось в [1], можно предположить, что предельная структура этого графа эквивалентна структуре уже хорошо изученной классической модели случайного графа Эрдеша-Реньи. В таком случайном графе, содержащем N вершин, степень вершины подчиняется биномиальному распределению с параметрами (Д^ — 1 ,р), где р означает вероятность соединения пары вершин в ребро. Исследованию структуры и свойствам графа Эрдеша-Реньи посвящено большое число работ. Например, в книге [8] рассматривается частный случай такого графа, где параметр распределения степеней вершин р = р(Д^) выбран так, что при N —> оо выполнено условие Ир = Л, 0 < Л < оо. В этом случае при N —> оо биномиальное распределение степеней вершин может быть приближено Пуассоновским распределением с параметром Л, и по построению такой граф не имеет ни петель, ни кратных ребер. Можно предположить, что в асимптотике структура конфигурационного графа с N вершинами и биномиальным распределением степеней вершин с параметрами (И,р), где параметр р = р(-Л^) удовлетворяет вышесказанному условию, аналогична этой классической модели Эрдеша-Реньи. Например, размер ее максимальной компоненты связности может измениться только за счет появления конечного числа петель и кратных ребер.

В данной работе рассматривается частный случай конфигурационного графа с биномиальным распределением степеней вершин, параметр распределения р = р(М) которого выбран так, что при N —> оо выполнено условие Ыр —> А, 0 < Л < оо. Как было сказано ранее, можно предположить, что в асимптотике, при N —> оо, структура такого графа эквивалентна соответствующей классической модели

Эрдеша-Реньи. В настоящей работе получены предельные распределения вероятностей числа кратных ребер для одной вершины в рассматриваемом случайном графе.

Введем необходимые обозначения. Пусть Ci j • • • j £лг означают независимые случайные величины, равные степеням вершин с номерами 1,N соответственно, распределение которых имеет вид

р{«< = *}=(* У ('-f)"'*" М

Понятно, что для изучения случайного графа желательно знать предельные распределения основных характеристик этого графа, например, максимальную степень и сумму степеней графа. Легко показать, что для максимальной степени £(дг) = max{£i,..., £дг} справедливо следующее утверждение.

Лемма 1. Пусть N —> оо, тогда для х таких, Xх

что 0 < Ci ^ Ne~x— ^ С2 < оо, справедливо х\

равенство

Г

Р{£(лг) <х} = ехр |-Ne ущу J >

где [ж] означает наименьшее целое число, большее или равное х.

Замечание 1. Из условий леммы 1 нетрудно получить, что при N —> оо максимальная степень вершины с вероятностью, стремящейся к единице, эквивалентна

In N In In N'

Учитывая последнее замечание, для изучения предельного поведения числа петель и числа кратных ребер нашего графа достаточно рассмотреть только те вершины, степени d которых не превосходят максимальную, однако при доказательствах всех нижеприведенных теорем мы расширим это условие и будем рассматривать графы, степени вершин которых удовлетворяют условию d = o(Na),a < 1/2.

Выберем две произвольные вершины нашего графа, например вершины с номерами N и N — 1. Пусть случайная величина 7дг равна числу петель вершины с номером N, а случайная величина Алг,лг-1 равна числу ребер вида

©

(І\Г, І\Г — 1). Введем следующие обозначения:

р((ім; т) = Р{7лг = т|£дг = г};

р(йм,(1н-ґ,т) =

= Р{Адг,дг-і = гп |£дг = гілг,Слг-і = йлг-і},

т = 0,1,2,...;

_ Г Е[£]т, если т = 1,2,...;

1 1, если т = 0,

Оіт. —

(2)

где Е[£]ш означает факториальный момент, т. е.

Е[£Г = Е£(£-1)...(£-т + 1).

Теорема 1. Пусть N —> оо, тогда для т = 0,1,2,... справедливы следующие утверждения.

1. При фиксированных с?дг

^лг!(1 + °(1))

р((ІАг; т) =

2. При сім оо

(гідг — 2га)!т!(2Аі\Г)т

р(гідг; т) =

й N ш

“лг

2АІЧЛ / т

Теорема 2. Пусть N —> оо, тогда для т = 0,1,2,...

■г» Г 1 1+°(1)

Р{7ЛГ = т} = ^К2ЖГ“™'

2<?Є 0!ш определено в (2).

Следствие 1. Пусть N —> оо, тогда

Р{7ЛГ = 0} = 1 + о(1).

Теорема 3. Пусть N —> оо, тогда для т =

0,1,2,...

Г, <ілг—і; т) =

_ гідг!гідг-і!(1 + °(1))

т\{йм — т)\{йм-1 — т)\( Аі\Г)т

гідг <ілг(ідг_і

х ехр

АЛ" АЛ"

Следствие 2. Пусть N —> оо, тогда

р(^лг,^лг-1;0) = 1 + о(1).

Следствие 3. Пусть ЛЛ, с^лг, с^лг—1 —> оо, тогда для т = 0,1,2,...

р(гідг,гідг-і;т) =

Теорема 4. Пусть N —> оо, тогда для т = 0,1,2,...

Р{Адг,дг-і = гп} = —А а2

т\{ХЫ)т т'

Обозначим через К событие, состоящее в том, что вершина с номером N не имеет ребер кратности больше единицы. Тогда справедливо следующее утверждение.

Следствие 4. Пусть N —> оо, тогда Р{К} = 1 + о(1).

Для доказательства этих утверждений нам потребуется предельное распределение суммы степеней всех вершин случайного графа. Обозначим через 77дг сумму всех степеней вершин, Т. е. 77ДГ = ?1 +?2 Н-Ь£лг при отсутствии фик-

тивной вершины, в противном случае 77дг = £1 + £2 + • • • + £дг + 1- В работе [1] доказана следующая лемма.

Лемма 2. Пусть N —> оо, тогда для целых неотрицательных к равномерно относительно (к — Д^2р)/\/ДГА(1 — р) в любом конечном интервале

у/2ттХЩЇ^р)

Р{г?(дг) = к} =

[ (к — И2р)2 |

\ Ш(1-р)}-

(1 + о(1)) Г (к — ^р)

ехр ‘

Доказательства теорем 1, 2 и следствия 1 приведены в статье [1].

Докажем теорему 3. Обозначим через r]N-2 сумму степеней вершин графа без учета (І\Г — 1)-Й И ІУ-Й вершин, Т. е. Г]N = Г]АГ-2 + £лГ-1 + £лг • Согласно формуле полной вероятности имеем

<§)

Р{АлГ,ЛГ-1 = гп|£лг = ^лг,£лг-1 = ^ЛГ-1, Г/ЛГ-2 = ^ЛГ — ^ЛГ — г-1} =

= Р{Алг,лг-1 = га|£лг = йлг,£лг-1 = dN-l,r^N-2 = ^лг — ^лг — йлг-1,7лг = 0} х х Р{7ЛГ = 0|£лг = ^ЛГ, £лГ-1 = dN-l,r^N-2 = Ы — dN — dN-l} +

+ Р{АлГ,ЛГ-1 = гп\^ = ^ЛГ,£лГ-1 = dN-l,r^N-2 = Ы — dN — ЙЛГ-1,7ЛГ = 1} х

х Р{тлг = 1|£лг = dN, £лГ-1 = dN-l,r^N-2 = Ы — dN — dN-l} Н---------------Ь

+ Р{АлГ,ЛГ-1 = гп\^ = ^ЛГ,£лГ-1 = dN-l,r^N-2 = Ы — dN — dN-l,'YN = А} X

х Р{тлг = ^4|£лг = dN, £лГ-1 = dN-l,r^N-2 = Ы — dN — dN-l} +

+ Р{АлГ,ЛГ-1 = гп\& = ^ЛГ,£лГ-1 = dN-l,r]N-2 = /лг — dN — ЙЛГ-1,7ЛГ > ДТЛГ = о(^“)} X х Р{тлг > Атлг = о(ЛГ°)|^ = ^лг,£лг-1 = ^лг-1,г/лг-2 = ^лг — ^лг — <^лг—1} =

А

= У^Р{Адг,дг-1 = т|£лг = ^лг,£лг-1 = dN-l,r]N-2 = /лг — ^лг — йлг-1,7лг = /с} х к=0

х Р{тлг = А:|£лг = ^лг} +

+ Р{Алг,лг-1 = га|£лг = йлг,£лг-1 = йлг-1,г/лг-2 = ^лг — ^лг — йлг-1,7лг > Атлг = о(№)} х

х Р{тлг > А7лг = = ^лг}, (3)

где -А - некоторая положительная постоянная, выбор которой будет ясен из дальнейшего. Несложно видеть, что

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Р{АлГ,ЛГ-1 = га|£лг = ^ЛГ,£лГ-1 = dN-l,r]N-2 = ^ЛГ — ^ЛГ — ЙЛГ-1,7ЛГ > А,'У = о(№‘)} X х Р{тлг > А,'у = о(№‘)\^ = dN} ^ Р{7лг > А7 = °(-^°Жлг = с^лг} ^

^ ^ Р{7лг = &|£лг = ^лг} ^

к>А,к=о(ЛГ“)

/[ЛЛГ/2]

^ ^ I ^ Р{7лг = А:|£лг = с^лг, г/лг-1 = /лг — йлг}Р{г/лг-1 = г — ^лг} +

/с>А,/с=о(ЛГа) \ £лг=с£дг

+ ^ Р{7лг = &|£лг = ^лг, г/лг-1 = ^лг — йлг}Р{т7лг-1 = ^лг — ^лг} I =

гдг > [ллг/2] ,гдг=о(лг«+1) /

= 2! + £2. (4)

Тогда, используя известное неравенство (см., например [6]): для случайной величины р, имеющей биномиальное распределение с параметрами пир

Р{/? ^ пр/2} ^ ехр{—пр/8}, (5)

находим, что

[ЛЛГ/2]

£1 ^ ^ ^ Р{т7лг-1 = 1аг — с^лг} ^

/с>А,/с=о(ЛГа) Iдг=(^дг

^ ^ Р{г?лг-1 ^ ^} ^ ехр{-А^/8}^°. (6)

/г>А,/г=о(ЛГа)

Рассмотрим слагаемое £2. Пусть С\, С2,... /лг > С\Ы справедливо соотношение:

означают некоторые положительные постоянные. В [1] было показано, что при й = Р{7лг = к|£дг = ^лг,г/лг-1 = ^лг — (1} =

Отсюда и из (4) получаем, что

*- £ Е

к>А,к=о(№) гДг>[ЛЛГ/2],гДг=о(ЛГ«+1) 4 7 *

хР{т7ЛГ-1 = Ы — Йлг} ^

I I__~глта\ \ /

< 2. й(т^) (7)

к>А,к=о{№-)

Из (4), (6) и (7) находим, что

Р{АлГ,ЛГ-1 = гп\^ = ЙлГ,£лГ-1 = ^ЛГ-1,Г/ЛГ-2 = ^ЛГ — ^ЛГ — ЙЛГ-1,7ЛГ > ^4}х

х Р{7ЛГ > А|Слг = < СаЛГ^20"1). (8)

Из соотношений (3) и (8) получаем, что

Р{АлГ,ЛГ-1 = гп|£лг = ^ЛГ, £лГ-1 = ^ЛГ-1, Г/ЛГ-2 = ^ЛГ — ^ЛГ — <^ЛГ—1} =

= Р{Адг,дг-1 = т|£лг = с^лг,£лг-1 = йлг-1,г/лг-2 = ^лг — ^лг — йлг-1,7лг = /с} х

к=0

х Р{7ЛГ = &|£лг = ^лг} + О =

А

= Р{Адг,дг-1 = т|£лг = с^лг,£лг-1 = йлг-1,г/лг-2 = ^лг — ^лг — йлг-1,7лг = /с} х

к=0

хр(4;^ + о((^2а-1))). (9)

По формуле полной вероятности имеем:

р(^лг, ЙЛГ-1; ш) = ^ Р{Алг,ЛГ-1 = га|£лг = ^ЛГ, £лГ-1 = ЙЛГ-1, Г/ЛГ-2 = ^ЛГ — Йлг — <^ЛГ—1}

X

1^^сг^+сг^_1,

1^=о(^а+1)

х Р{^лг-2 = ^лг — ^лг — (10)

■©

Разобьем область суммирования на три части:

= {/дг ■

сім + ^лг-1 ^ /лг < АЛГ — В\/Аі\Г(1 — р)};

К2 = {/лг : 1ы Є Є [АЛГ - В у/ ХЫ{1 -р), АЛЛ + В^/хЩї^р)]};

Кз = {1м :Ы>Ш + Ву/Ш(1-р)},

где выбор положительной постоянной В будет ясен из дальнейшего, а соответствующие суммы обозначим через <%, і = 1,2,3.

Нетрудно видеть, что при т ^ тіп{гілг, с(лг-і}, & ^ с?дг/2 справедливы равенства:

при к О

Р{Алг,лг-1 = гп |£лг = ^лг,£лг-і = ^лг-ъ

г/лг-2 = ^лг — ^лг — гілг-і, 7лг = /с} =

_ /<^лЛ /С^ЛГ-Л ( /с?ЛГ — 771^ т/ \ т / \ 2/с

X I Дм — — ^ЛГ-Л

& / \ ^лг — т — 2к

(1ат — — 1)!!

х (гідг — т — 2/с)!

(/лг - 1)!!

(П)

и при /с = О

Р{АлГ,ЛГ-1 = га|£лг = £лг-1 = ЙлГ-1,

г/лг-2 = 1ы — (їм — гілг-і, 7лг = 0} = _ ^^лЛ /ЙЛГ-1 т ) \ т

. /дг — ^лг — йлг-і , т!| |х

адг — т

где (2/-1)!! = 1-3- -что для заданного I

(а м — 2^лг — 1)!! ,1ГЛ х(гілг т). ’ ( )

(2/ — 1). Легко показать,

(21-1)!! = ®.

(13)

Основной вклад в сумму, стоящую в правой части соотношения (10), дает слагаемое й'г-Используя формулу Стирлинга и асимптотику:

ь2

Ъ3'

где Ь = о(х) при х —> оо, из (11) - (13) получаем, что при N —> оо

Р{Алг,лг-1 = гп |£лг = ^лг,£лг-і = ^лг-ъ г/лг-2 = 1ы — (1м — йм-ъ 7лг = к} =

т!(гілг-і — т)\{йм — т — 2к)\2(2к — 2)!

х

^дг ^лг^лг-і 1м

(14)

(2гідг + йм-і)(т + 2/с) ^ ^(гідг + ^лг-і)3

/лг

/2

1ЛГ

и

Р{АлГ,ЛГ-1 = га|£лг = ^лг,£лг-і = ЙЛГ-1,

Г/ЛГ-2 = /лГ — ^ЛГ — ЙЛГ-1, 7лг = 0} =

С^лг-іі/дг™

т\{йм — т)\{йм-і — т)\

х

^дг ^ЛГ^ЛГ-І

(2гідг + йн-і)т ^ ((гідг + ^лг-і)3

(15)

/лг

/2

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

1ЛГ

Из соотношений (9) и (10) несложно найти,

что

-52 = ^ Р{^?ЛГ-2 = ^ЛГ — ^лг — Йлг-і}(р{Алг,лг-і = »тг|£лг = ^ЛГ, £лг-1 = ЙЛГ-1,

Г/ЛГ-2 = ^ЛГ — ^ЛГ — ЙЛГ-1, 7лг = 0}р(^лг; 0) +

А

+ Р{Адг,дг-і = т|£лг = гілг,£лг-і = йлг-і,г/лг-2 = ^лг — ^лг — ^лг-1,7лг = /е}р(^лг; /с) +

+ о(л'А(2°-1))).

Отсюда, из пункта 1 теоремы 1 и соотношений (14), (15) получаем, что при фиксированных С?дг

о рг , , , 1 + о(1))

% = ^ Р{ад-2 = 1К-ЛК- <!„.,} _ тщЛя _ т), +

А___________________((1м!)2с1М-1!^т-2к(1 + о(1))__________________\ =

т!(^лг-1 — т)\(йм — т — 2к)\2(2к — 2)!((^лг — 2к)\к\(2\М)ку

ЛГ' ^ Ь ^ Р{г/лг-2 = ^лг — йлг — <^лг—1 }(1 + о(1)).

(Ш)т(йм-1 - т)\(йм - т)\

Используя пункт 2 теоремы 1, несложно по- сделана сколь угодно близкой к выражению казать, что последнее соотношение справедливо и в случае, когда с?дг —> оо. Тогда отсюда и ____________________________ о(1))

из леммы 2 следует, что при N —> оо выбором (ЛДг)т(с?дт_1 — т)!(с?дг — т)!

достаточно большого -В сумма может быть

Оценим 51. Несложно видеть, что

[АЛГ/2]

<?1 ^ ^ Р{АлГ,ЛГ-1 = гп\£м = ^ЛГ,£лГ-1 = йм-1,Г]М-2 = 1ы — <1м — <^ЛГ—1} х

Ялг=^лг+йлг-1

хР{т7ЛГ-2 = Г — ^ЛГ — <^ЛГ—1} +

+ ^ Р{АлГ,ЛГ-1 = гп\& = ^ЛГ, £лГ-1 = ЙЛГ-1, Г/ЛГ-2 = ^ЛГ — Йлг — <^ЛГ—1} х

[ллг/2]+1^гдг<ллг-вл/ллг(1-р)

хР{?7ЛГ-2 = ^ЛГ — ^ЛГ — ^ЛГ-1}-

Тогда из (9) получаем, что

<?1 ^ Р{г/лг-2 ^ Л7\Л/2} + ^ Р{г/лг-2 = ^лг — ^лг — <^лг—1} х

[ллг/2]<гдг<ллг-вл/ллг(1-р) х (Р{АлГ,ЛГ-1 = гп\^ = ^ЛГ,£лГ-1 = dN-l,rfN-2 = ^ЛГ — ^ЛГ — ЙЛГ-1,7ЛГ = 0}х

хР{7лг = 0|£лг = ^лг} +

А

+ Р{Адг,дг-1 = т|£лг = с^лг,£лг-1 = йлг-1,г/лг-2 = ^лг — ^лг — йлг-ъ7лг = /с} х &=1

х Р{7ЛГ = &|£лг = + 0(^А(2“-1)) ).

Отсюда, из пункта 1 теоремы 1 и неравенства (5) находим, что при фиксированных с?дг

^ ехр |----—1 + ^ Р{г/лГ-2 = ^ЛГ — ^ЛГ — <^АГ—1} х

[ллг/2]<гДт<ллг-вл/ллг(1-р)

с?дг!с?дг_1!^ш — т — 2к)\(йм-\ — ш)\

А_______________________(сЫ)2^-!^™"2*_____________________________\

“ 2т!(йлг - т - - т)\(2к - 2)Ш(<1М - 2к)\(2Ш)к)

< ехр|----------—1 + С4(\Н)~т ^ Р{т7лг—2 = ^ЛГ — с1м — ^ЛГ-1}-

[ллг/2]<гдг<ллг-вл/ллг(1-р)

Аналогичная оценка для суммы 61 справед- Аналогично тому, как получено соотноше-лива и для случая, когда с?дг —> оо. Отсюда, ние (16), из теоремы 1, леммы 2 и (9) можно

из леммы 2 и явного выражения для суммы показать, что при N —> оо и достаточно боль-

йз следует, что при N —>■ оо и при достаточно ших значениях В выполнено неравенство:

больших значениях В справедливо, что

й = о(52). (16)

£3 ^ Сб ^ Р{^лг-2 = Ы — — йн-1} ^Р{Алг,лг-1 = га|£лг = ^лг, £лг-1 = йлг-ъ

з

Г/ЛГ-2 = Ы — dN — йлг-1,7лг = 0}р(^лг; 0) +

л

+ Р{Адг,дг-1 = т|£лг = с^лг,£лг-1 = ^лг-ъ^лг-г = ^лг — ^лг — йлг-ъ7лг = &}р(^лг; А:)^ ' 1

< (ЛГА)^^-"й)1(*г-,)1 Е Р{ЧЯ-2

&=1

гдт>лгл+в-^лгл(1-р)

Отсюда, из соотношений (10), (16) и выраже- Докажем теорему 4. Используя формулу ния для суммы ^2 следует утверждение теоре- полной вероятности, имеем, что при т = мы 3. 0,1,2,...

Р{АлГ,ЛГ-1 = гп} = ^2 ^2 ^*{^N,N-1 = т\Ы = ^лг,£лг-1 = <^АГ—1} х

х Р{£лг = ^лг}Р{£лг-1 = ^ЛГ-1}-

Тогда из теоремы 3 и равенства (1) следует, что при N —> оо и га = 1,2,... справедливо

Р{Ааг,аг-1 = т} =-1^1 £ Р^дг = М х

х Е ^^рк--=<г--} = ^л^(Екп2,

йдо ^т,

й^ = о(^а)

®

Р{Алг,лг-1 = 0} = (1 + о(1)) ^2

dN>dN-1^°» dN,dN_1=o(N*)

Теорема 4 доказана.

Следствия 2 и 3 непосредственно следуют из утверждения теоремы 3, следствие 4 вытекает из теоремы 4, используя следующие соотношения

Р {К} = 1 - Р {К} >

^ 1 — і\ГР{Алг,лг-і > 0}.

Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, грант 13-01-00009, и Программы стратегического развития Петрозаводского государственного университета на 2012-2016 гг.

Литература

1. Чеплюкова И. А. Предельные распределения числа петель и кратных ребер одной вершины конфигурационного графа // European Resercher (в печати).

2. Bender Е. A., Canfield Е. R. The asymptotic number of labeled graphs with given degree sequences // Journal of Combinatorial Theory,

Series A. 1978. Vol. 24, Iss. 3. P. 296-307.

3. Bollobas B. A probabilistic proof of an asymptotic formula for the number of labeled regular graphs // European Journal of Combinatorics. 1980. Vol. 1. P. 311-316.

Р{£лг = с2лг}= (l + o(l)).

4. Erdos P., Renyi A. On the evolution of random graphs // Magyar Tud. Akad. Mat. Kutato Int. Kozl. 1960. Vol. 5. P. 17-61.

5. Faloutsos M., Faloutsos P., Faloutsos Ch. On power-law relationships of the internet topology // Computer Communications. 1999. Rev. 29. P. 251-262.

6. Janson S., Luczak T., Rucinski A. Random graphs. New York: Wiley, 2000. 348 p.

7. Hofstad R., Hooghiemsra G., Znamenski D. Distances in random graphs with finite mean and infinite variance degrees // Electronic Journal of Probability. 2007. Vol. 12. P. 703-766.

8. Hofstad R. Random graphs and complex networks. 2011. 386 p.

9. Newman M. E. Y., Strogatz S. H., Watts D. Y. Random graphs with arbitrary degree distribution and their applications // Physical Review E. 2001. 64. 026118.

10. Pavlov Yu. L. On power-law random graphs and branching processes // Proceedings of the Eight International Conference CDAM. Minsk: Publishing center BSU. 2007. Vol. 1. P. 92-98.

11. Reittu H., Norros I. On the power-law random graph model of massive data networks // Performance Evaluation. 2004. Vol. 55. P. 3-23.

СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРЕ:

Чеплюкова Ирина Александровна

старший научный сотрудник, к. ф.-м. н.

Институт прикладных математических исследований Карельского научного центра РАН ул. Пушкинская, 11, Петрозаводск,

Республика Карелия, Россия, 185910 эл. почта: [email protected] тел.: (8142) 763370

Cheplyukova, Irina

Institute of Applied Mathematical Research,

Karelian Research Centre, Russian Academy of Sciences 11 Pushkinskaya St., 185910 Petrozavodsk,

Karelia, Russia

e-mail: [email protected]

tel.: (8142) 763370

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.