Grado medio di grafo random

Messaggioda alfredopacino » 24/07/2017, 02:54

Questo è il calcolo del grado medio del modello di grafo casuale di Erdos-Renyi (da dispense fornite da prof.)
\(\displaystyle \bar{k} = \sum_{k=0}^{n-1} k p_{k} = \sum_{k=1}^{n-1} k \binom{n-1}{k} p^{k} (1-p)^{n-1-k}
\\= \sum_{k=1}^{n-1} (n-1) \binom{n-2}{k-1} p^{k} (1-p)^{n-1-k}
\\=(n-1)p \sum_{k=0}^{n-2} \binom{n-2}{k} p^{k} (1-p)^{n-2-k}
\\= p(n-1)\)

(p è la prob. che ci sia un arco tra una coppia di nodi)

Pur riconoscendo che è banale, c'è un dettaglio che non mi quadra.
Spiego quel che ho capito riga per riga:
#1 sostituisco \(\displaystyle p \) con la prob. che un nodo abbia grado k
#2 dal coefficiente binomiale 'estraggo' un \(\displaystyle (n-1) \)
#3 porto fuori dalla sommatoria \(\displaystyle (n-1) \) e decremento l'estremo della sommatoria a \(\displaystyle n-2 \)
questo passaggio non mi è chiaro: decrementando l'indice della sommatoria dovrei portare fuori qualcosa come:
\(\displaystyle \binom{n-2}{n-2} p^{n-2} (1-p)^{n-2-n-2} = p^{n-2} \)

giusto? Invece mi trovo solo un \(\displaystyle p \)
Confermate il ragionamento dei passaggi precedenti? E nel #3 dove sbaglio? Notate poi che anche il \(\displaystyle k \) della sommatoria che cambia da 0 a 1 e poi ancora a 0 :?:

Poi, se possibile, avrei un dubbio ancora più banale (ma i forum esistono anche per questo giusto? :D ) al #3 la sommatoria si annulla per il binomio di Newton, ma perché non avrei potuto annullarla al primo passaggio? Il risultato finale poi sarebbe stato \(\displaystyle n-1 \) che in effetti ha poco senso.

(Essendo dispense può essere che ci sia qualche errore..)

Un riferimento utile
http://www.cs.cornell.edu/courses/cs485 ... cture1.pdf
alfredopacino
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Re: Grado medio di grafo random

Messaggioda tommik » 24/07/2017, 06:36

E' semplicemente la dimostrazione della media di una variabile binomiale. I passaggi postati mi sembrano tutti corretti e puoi controllarne l'esattezza su qualunque testo di Statistica.

Il punti principali che non comprendi sono questi:

1)
$k ((n-1),(k))=(k (n-1)!)/(k!(n-1-k)!)=(n-1)((n-2)!)/((k-1)!(n-1-k)!)=(n-1)((n-2),(k-1))$

2)

"tira fuori" $(n-1)$ perché non dipende dalla sommatoria e un $p$ in modo da trovarsi con una somma $=1$ per il binomio di Newton. Ecco i passaggi di dettaglio non inseriti nelle dispense perché lasciati al lettore come esercizio:

$(n-1)sum_(k=1)^(n-1)((n-2),(k-1))p^k q^(n-1-k)$

poni $k-1=h rarr k=h+1$ e ottieni

$(n-1)sum_(h=0)^(n-2)((n-2),(h))p^(h+1) q^(n-1-h-1)$

ora puoi "tirar fuori" anche un "p" (che non dipende più da $h$) ottenendo ciò che ti serve:

$(n-1)p sum_(h=0)^(n-2)((n-2),(h))p^(h) q^(n-2-h)=(n-1)p[p+(1-p)]^(n-2)=(n-1)p$

tutto qui.




alfredopacino ha scritto:al #3 la sommatoria si annulla per il binomio di Newton, ma perché non avrei potuto annullarla al primo passaggio?


Per essere precisi non è che la somma si annulla ma è uguale a uno, essendo $[p+(1-p)]^m=1^m=1$

...e ciò non vale nel primo passaggio perché ogni elemento della somma è moltiplicato per $k$...
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Re: Grado medio di grafo random

Messaggioda alfredopacino » 24/07/2017, 14:17

Grazie mille, è tutto più chiaro.
Sopravvivono giusto un paio di piccoli dubbi ancora:
- però nel mio primo passaggio (la prima riga della dimostrazione) la sommatoria passa dal partire da k=0 a k=1 "impunemente"?
- riguardo la domanda sul binomio di newton, sempre al primo passaggio avrei potuto portare \(\displaystyle k \) fuori dalla sommatoria che sarebbe diventato \(\displaystyle \frac{(n-1)(n-2)}{2} \) quindi:

\(\displaystyle \bar{k} = \sum_{k=0}^{n-1} k p_{k} = \sum_{k=1}^{n-1} k \binom{n-1}{k} p^{k} (1-p)^{n-1-k}
\\= \frac{(n-1)(n-2)}{2} \sum_{k=1}^{n-1} \binom{n-1}{k} p^{k} (1-p)^{n-1-k}
\\= \frac{(n-1)(n-2)}{2} \)

Il \(\displaystyle k \) fuori è un passaggio che non posso fare?
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Re: Grado medio di grafo random

Messaggioda tommik » 24/07/2017, 14:19

domanda 1)

no, non impunemente: se ci pensi un attimo, ha semplicemente escluso dalla somma l'addendo con $k=0$, ovvero $0*((n-1),(0))*p^0*q^(n-1)=0$

domanda 2)

no, non puoi portar fuori k perché k è l'indice della sommatoria.....e quindi k varia....puoi portar fuori solo "cose" che non dipendono dall'indice della somma

EDIT: ho capito ora cosa vorresti fare :( :( :(

non si può!


Ps: quando ti vengono queste idee malsane la prima cosa da fare è provare a sviluppare alcuni addendi della somma.....così ti rendi conto di cosa puoi o non puoi fare algebricamente.....

In questo caso la somma estesa è:

$1*((n-1),(1))*p*q^(n-2)+2*((n-1),(2))*p^2*q^(n-3)+...+(n-1)*((n-1),(n-1))*p^(n-1)*q^0$

e tu stai cercando di raccogliere $[1+2+...+(n-1)]$ tra l'altro anche calcolando male la somma perché il risultato sarebbe $n/2 (n-1)$

spero di essermi spiegato bene.....ma sicuramente quando riguarderai le cose che hai scritto te ne accorgerai da solo di cosa avresti voluto fare....
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Re: Grado medio di grafo random

Messaggioda alfredopacino » 27/07/2017, 19:05

bello, ho fatto un errore nell'errore :shock:
grazie mille, si vede che pure volendo non è la temperatura adatta per studiare :-D
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