Об асимптотической нормальности числа крат ных совпадений цепочек в полных q-ичных деревьях и лесах со случайными метками | Прикладная дискретная математика. Приложение. 2022. № 15. DOI: 10.17223/2226308X/15/2

Об асимптотической нормальности числа крат ных совпадений цепочек в полных q-ичных деревьях и лесах со случайными метками

Рассматриваются полные q-ичные корневые деревья высоты H, каждой вершине которых независимо от остальных вершин присвоена случайная метка, выбираемая из множества {1,2,.. . , N}. Исследуются случайные величины, равные числу наборов из r 2 путей одинаковой длины s, у которых совпадают соответствующие s-цепочки меток вершин. Представлена теорема о достаточных условиях асимптотической нормальности рассматриваемых случайных величин при неограниченном увеличении высоты дерева. При исследовании повторений цепочек в лесе деревьев предполагается, что имеется r деревьев, которые могут иметь разные высоты H1,.. . ,Hr и вершинам которых аналогичным образом поставлены в соответствие независимые в совокупности случайные метки. Изучается число наборов из r путей длины s, в которые входит по одному пути с каждого дерева, для которых совпадают соответствующие цепочки меток вершин, для этой случайной величины также получены достаточные условия асимптотической нормальности.

Asymptotic normality of number of multiple coincidences of chains in complete q-ary trees and forests with randomly mark.pdf Введение Повторения событий могут свидетельствовать о наличии закономерностей, при анализе которых возникают задачи о вычислении или оценке значений вероятностей повторений событий в наборах независимых случайных величин. В исследованиях по этой тематике первоначально рассматривались задачи о повторениях цепочек случайных символов [1-4], естественным продолжением этих исследований стали работы, связанные с повторениями паттернов в деревьях со случайно помеченными вершинами. Распределения числа вхождений заданного поддерева в случайное дерево рассматривались в [5, 6], задачи такого рода возникают в компьютерных науках [7, 8] при анализе алгоритмов или, например, в связи с древовидной структурой XML-документов, которые используются, в частности, на портале Госуслуг. Подобные задачи также могут возникать в связи с построением статистических критериев и анализом генетических последовательностей. Предельные пуассоновские теоремы для числа совпадений меток цепочек в двоичном или q-ичном дереве, метки вершин которого независимы и имеют равновероятное распределение на конечном алфавите, получены в [9, 10], предельная пуассоновская теорема для числа совпадений паттернов в q-ичном дереве с равновероятными метками вершин доказана в [4]. В настоящей работе рассматриваются полные q-ичные корневые деревья и леса, составленные из таких корневых деревьев. Некорневым вершинам деревьев присвоены случайные метки, выбранные независимо из множества {1,2,..., N} в соответствии с некоторым вероятностным распределением. Изучается число наборов по r 2 путей длины s на одном или нескольких деревьях, для которых совпадают соответствующие цепочки меток вершин. Получены достаточные условия асимптотической нормальности этой случайной величины при неограниченном увеличении высоты деревьев. 1. Повторения цепочек на дереве Пусть Tr(H) -полное q-ичное корневое дерево высоты H и вершинам этого дерева присвоены незавимые в совокупности случайные метки, выбираемые из конечного множества {1, 2,. . .,N} в соответствии с положительными вероятностями p1,... , pN, где p1 + ... + pN = 1. Пусть s < H. Через W(H, s) будем обозначать множество цепочек длины s в дереве Tr(H), начало которых имеет высоту, не превосходящую H-s. Нетрудно показать [11], что q H - s +1 1 q H +1 q s |W

Ключевые слова

деревья с метками, цепочки меток на дереве, повторения цепочек, условия асимптотической нормальности

Авторы

ФИООрганизацияДополнительноE-mail
Михайлов Владимир ГавриловичМатематический институт им. В. А. Стеклова РАНдоктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник отдела дискретной математикиmikhail@mi-ras.ru
Круглов Василий ИгоревичМатематический институт им. В. А. Стеклова РАНкандидат физико-математических наук, научный сотрудникkruglov@mi-ras.ru
Всего: 2

Ссылки

Guibas L. J. and Odlyzko A. M. Long repetitive patterns in random sequences // Z. Wahrscheinlichkeitstheorie verw. Geb. 1980. No. 1. P. 241-262.
Зубков А. М., Михайлов В. Г. Предельные распределения случайных величин, связанных с длинными повторениями в последовательности независимых испытаний // Теория ве-роятн. и ее примен. 1974. Т. 19. № 1. С. 173-181.
Михайлов В. Г. Оценка точности сложной пуассоновской аппроксимации для распределения числа совпадающих цепочек // Теория вероятн. и ее примен. 2001. Т. 46. № 4. С. 713-723.
Kruglov V. and Zubkov A. Number of pairs of template matchings in q-ary tree with randomly marked vertices // LNCS. 2017. V. 10684. P. 336-346.
Hoffmann C. M. and O'Donnell M. J. Pattern matching in trees //j. ACM. 1982. V. 29. No. 1. P. 68-95.
Steyaert J.-M. and Flajolet P. Patterns and pattern-matching in trees: an analysis // Inf. & Control. 1983. V. 58. No. 1. P. 19-58.
Singh G., Smolka S. A., and Ramakrishnan I. V. Distributed algorithms for tree pattern matching // LNCS. 1988. V. 312. P. 92-107.
Tahraoui M. A., Pinel-Sauvagnat K., Laitang C., et al. A survey on tree matching and XML retrieval // Computer Science Rev. 2013. No. 8. P. 1-23.
Зубков А.М., Круглов В.И. Повторения цепочек на бинарном дереве со случайными метками вершин // Дискретная математика. 2015. Т. 27. № 4. С. 38-48.
Kruglov V. I. On coincidences of tuples in a q-ary tree with random labels of vertices // Discr. Math. Appl. 2018. V. 28. No. 5. P. 293-307.
Михайлов В. Г., Круглов В. И. Об асимптотической нормальности в задаче о повторениях цепочек в помеченном полном дереве // Матем. вопр. криптогр. 2021. Т. 12. №4. С. 59-64.
Janson S. Normal convergence by higher semiinvariants with applications to sums of dependent random variables and random graphs // Ann. Probab. 1988. V. 16. No. 1. P. 306-312.
Михайлов В. Г. Об одной теореме Янсона // Теория вероятн. и ее примен. 1991. Т. 36. №1. С. 168-170.
 Об асимптотической нормальности числа крат ных совпадений цепочек в полных q-ичных деревьях и лесах со случайными метками | Прикладная дискретная математика. Приложение. 2022. № 15. DOI: 10.17223/2226308X/15/2

Об асимптотической нормальности числа крат ных совпадений цепочек в полных q-ичных деревьях и лесах со случайными метками | Прикладная дискретная математика. Приложение. 2022. № 15. DOI: 10.17223/2226308X/15/2