Pertimbangkan grafik acak Erdos-Renyi . Himpunan simpul diberi label oleh . Himpunan tepi dibangun oleh proses acak.n V V = { 1 , 2 , … , n } E
Misalkan adalah probabilitas , maka masing-masing pasangan unordered dari simpul ( ) terjadi sebagai tepi dalam dengan probabilitas , terlepas dari pasangan lainnya.0 < p < 1 { i , j } i ≠ j E p
Segitiga dalam adalah triple unordered dari simpul yang berbeda, sehingga , , dan adalah tepi .{ i , j , k } { i , j } { j , k } { k , i } G
Jumlah maksimum dari kemungkinan segitiga adalah . Mendefinisikan variabel random menjadi hitungan diamati dari segitiga dalam grafik .
Probabilitas bahwa tiga tautan secara bersamaan hadir adalah . Oleh karena itu, nilai yang diharapkan dari diberikan oleh . Secara naif, orang mungkin menebak bahwa varians diberikan oleh , tetapi ini tidak terjadi.
Kode Mathematica berikut mensimulasikan masalah:
n=50;
p=0.6;
t=100;
myCounts=Table[Length[FindCycle[RandomGraph[BernoulliGraphDistribution[n,p]],3,All]],{tt,1,t}];
N[Mean[myCounts]] // 4216. > similar to expected mean
Binomial[n,3]p^3 // 4233.6
N[StandardDeviation[myCounts]] // 262.078 > not similar to "expected" std
Sqrt[Binomial[n,3](p^3)(1-p^3)] // 57.612
Histogram[myCounts]
Apa varian ?
sumber
Saya memberikan pendekatan yang sedikit berbeda untuk memperoleh .X2
Dengan perbedaan kasus yang sama seperti yang dilakukan Robin Ryder:
Jika yaitu 3 simpul adalah sama, maka kita harus memilih 3 simpul dari n yang mungkin . Kita harus memiliki 3 sisi sekarang . Gabungan:{i,j,k}={i′,j′,k′} ⇒(n3) ⇒p3 (n3)p3
Jika dan memiliki dua simpul yang sama, itu berarti yang dan sebaliknya (setiap segitiga memiliki satu simpul yang bukan bagian dari segitiga lainnya). Wlog bayangkan dan adalah simpul terpisah yang disebutkan dan = , = . Untuk mencapai = , = , kita harus memilih dua simpul yang sama dari n yang mungkin . Untuk{i,j,k} {i′,j′,k′} ∃v∈{i,j,k} v∉{i′,j′,k′} v=k v′=k′ i i′ j j′ i i′ j j′ ⇒(n2) k≠k′ kita harus mengambil dua lagi dari simpul yang tersisa. Yang pertama: dan yang kedua: . Karena edge dan adalah sama, kita harus memiliki 5 edge sekarang . Gabungan:(n−2) (n−3) {i,j} {i′,j′} ⇒p5 (n2)(n−2)(n−3)p5
Jika dan memiliki hanya satu simpul yang sama, maka 4 dipisahkan. Bayangkan, wlog, bahwa = . Itu berarti, dari n simpul yang memungkinkan, kita harus memilih 1 . Untuk segitiga kita memilih 2 simpul dari yang tersisa . Untuk segitiga kita memilih 2 dari yang tersisa , ini disebabkan oleh asumsi bahwa dan . Karena kita hanya memiliki satu simpul yang sama, kita harus memiliki 6 sisi{i,j,k} {i′,j′,k′} i i′ ⇒n {i,j,k} (n−1)⇒(n−12) {i′,j′,k′} (n−3)⇒(n−32) j′∉{i,j,k} k′∉{i,j,k} ⇒p6 . Gabungan:n(n−12)(n−32)p6
Untuk kasus terakhir: Jika dan memiliki tidak ada simpul yang sama, maka 2 segitiga dipisahkan. Kami memilih segitiga pertama, 3 simpul dari n kemungkinan . Dan segitiga kedua, 3 simpul dari tersisa . Segitiga terpisah, yaitu mereka tidak berbagi tepi dan simpul, sehingga 6 tepi harus ada . Gabungan:{i,j,k} {i′,j′,k′} ⇒(n3) (n−3) ⇒(n−33) ⇒p6 (n3)(n−33)p6
Seperti dalam pendekatan Robin Ryder, kami juga dapat memverifikasi bahwa:
Ini mengarah ke:
sumber