Кіріспе

Кездейсоқ процесс арқылы жасалған график – санаулы шексіз кездейсоқ график. Математикада, кездейсоқ график – графиктердегі ықтималдық таралымдарын білдіретін жалпы термин. Кездейсоқ графиктерді ықтималдық таралымдарымен немесе оларды құратын кездейсоқ процесс арқылы сипаттауға болады. Кездейсоқ графиктер теориясы – графиктер теориясы мен ықтималдықтар теориясының тоғысқан жері. Математикалық тұрғыдан алғанда, кездейсоқ графиктер әдеттегі графиктердің қасиеттері туралы сұрақтарға жауап беруге қолданылады. Оның практикалық қолданысы күрделі желілерді модельдеу қажеттігі туындайтын барлық салаларда кездеседі. Сондықтан, көптеген кездейсоқ график модельдері белгілі, олар әртүрлі салаларда кездесетін күрделі желілердің алуан түрлілігін көрсетеді. Математикалық контексте, кездейсоқ график термині көбінесе тек Эрдос-Реньи кездейсоқ график моделіне қатысты қолданылады. Басқа жағдайларда, кез келген график моделін кездейсоқ график деп атауға болады.

Модельдер

Кездейсоқ график n оқшауланған төбеден басталып, олардың арасына біртіндеп жиектер кездейсоқ қосылу арқылы құрастырылады. Осы саладағы зерттеудің мақсаты – графиктің нақты бір қасиетінің қай кезеңде пайда болуы мүмкін екенін анықтау. Кездейсоқ графиктің әртүрлі модельдері графиктерде әртүрлі ықтималдық таралымдарын тудырады. Ең көп зерттелгені – Эдгар Гилберт ұсынған, G(n,p) деп белгіленетін модель, онда кез келген мүмкін жиек 0 < p < 1 ықтималдығымен тәуелсіз түрде пайда болады. m жиектері бар нақты бір кездейсоқ графикті алу ықтималдығы белгісімен байланысты. 0 ≤ M ≤ N шартымен, Эрдёс-Реньи моделі, G(n,M) деп белгіленеді, дәл M жиегі бар барлық графиктерге тең ықтималдық береді. G(n,M) модельі элементтерге ие және әрбір элемент ықтималдықпен пайда болады. Кездейсоқ реттелген графиктер ерекше жағдайды құрайды, олардың қасиеттері жалпы кездейсоқ графиктерден өзгеше болуы мүмкін. Кездейсоқ графиктер моделі болғанда, графиктердегі кез келген функция кездейсоқ айнымалыға айналады. Осы модельді зерттеудің мақсаты – нақты бір қасиеттің пайда болу ықтималдығын анықтау немесе кем дегенде бағалау.

Түсіру

n реттік G кездейсоқ графигі берілген, мұнда төбелер жиыны V(G) = {1, …, n} болып табылады. Ашкөз алгоритмді қолдану арқылы, төбелерді 1, 2, … түстермен бояуға болады (бірінші төбе 1 түспен боялады, екінші төбе егер бірінші төбемен іргелес болмаса 1 түспен, әйтпесе 2 түспен боялады, және т.б.).

Кездейсоқ ағаштар

Кездейсоқ ағаш – бұл стохастикалық процесс арқылы құрылатын ағаш немесе арбоrescence. n реті мен M(n өлшемді кең ауқымды кездейсоқ графтарда k реттік ағаш компоненттерінің санының таралуы асимптотикалық түрде Пуассон болып табылады. Кездейсоқ ағаштардың түрлеріне: біркелкі жайылған ағаш, кездейсоқ ең төменгі жайылған ағаш, кездейсоқ бинарлық ағаш, treap, жылдам зерттеу кездейсоқ ағашы, Браун ағашы және кездейсоқ орман жатады.

Шартты кездейсоқ графиктер

Мүмкіндік кеңістігінде анықталған кездейсоқ график моделін қарастырайық және әрбір графикке m қасиеттердің векторын сәйкес қоятын нақты мәнді функция болсын. Белгілі бір шарттар бойынша, кездейсоқ графиктер – бұл ықтималдық өлшемі барлық «’» шартын қанағаттандырмайтын графиктерге нөлдік ықтималдық тағайындайтын модельдер. Арнайы жағдайлар – шартты түрде біртекті кездейсоқ графиктер, онда белгіленген қасиеттері бар барлық графиктерге тең ықтималдық беріледі. Оларды Ердос-Реньи моделі G(n,M) -нің жалпылау ретінде қарастыруға болады, мұнда кондициялық ақпарат міндетті түрде M қабырғаларының саны емес, кез келген басқа график қасиеті болуы мүмкін. Бұл жағдайда талдамалық нәтижелер өте аз, және орташа қасиеттердің эмпирикалық үлестірімдерін алу үшін модельдеу қажет.

Тарих

Кездейсоқ график моделін алғаш рет 1938 жылы Хелен Холл Дженнингс және Джейкоб Морено қолданды, олар "шанс социограмма" (бағытталған Эрдос-Реньи моделі) арқылы желілік деректеріндегі өзара байланыстың үлесін кездейсоқ модельмен салыстырып зерттеді. 1951 жылы Рей Соломонофф және Анатоль Рапопорт бұл модельді "кездейсоқ желі" деп атап, басқа төбелерге бекітілген және кездейсоқ таңдалған байланыстары бар бағытталған графиктердің моделін пайдаланды. Ердос-Реньи кездейсоқ графиктер моделін алғаш рет Пауль Эрдос пен Альфред Реньи 1959 жылы "Кездейсоқ графтар туралы" мақаласында және Гилберт өздерінің "Кездейсоқ графтар" атты еңбегінде тәуелсіз түрде анықтады.