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[原创] 树的一种生长模式

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发表于 2013-10-1 11:07:19 | 显示全部楼层 |阅读模式

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我们按照如下方式随机地构造一个图$G$。

一开始,图$G$有$2$个顶点(标号为$1$和$2$)和连接这$2$个顶点的$1$条边:

1——2

接下来按照如下的方式不断地在图$G$中增加$1$个顶点和$1$条边,直到图$G$的顶点数达到$N$为止:

————————————————————
增加顶点之前,设$k$为图$G$的顶点数,那么新增的顶点的标号是$(k+1)$。

增加边之前,我们先从顶点$1$到$k$这$k$个顶点中随机选$1$个顶点,

某个顶点被选中的概率与这个顶点的度数成正比,

也就是说,顶点$i$($1\leq i\leq k$)被选中的概率是${d(i)}/{2(k-1)}$,

其中,$d(i)$表示顶点$i$的度数,$2(k-1)$是顶点$1$到$k$的度数之和。

记顶点$x$是被选中的顶点,那么新增的边连接顶点$x$和顶点$(k+1)$。
————————————————————

例如:当$N=3$时,构造出来的图$G$有$2$种可能:

1——2
|
3



1——2——3

这两种构造结果出现的概率均为$50%$。

容易验证,按照这种方式构造出来的图一定是一棵树。

我们将顶点$1$定为树根。

给定$N$,求:

$(1)$树根的度数的期望值是多少?

$(2)$树高(即树根到其余顶点的最大距离)的期望值是多少?

$(3)$树叶(即度数为$1$的顶点)所占比例的期望值是多少?
毋因群疑而阻独见  毋任己意而废人言
毋私小惠而伤大体  毋借公论以快私情
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