Modelli discreti e continui in Probabilità

Anno accademico 2021/2022
Docente Alessandra Caraceni, Franco Flandoli

Didattica integrativa

Esercitazioni

Modalità d'esame

Relazione di seminario

Prerequisiti

Il corso di Elementi di Probabilità (II anno) è un ovvio prerequisito. Tuttavia è necessario conoscere vari argomenti meglio trattati nel corso denominato "Probabilità" del Corso di Laurea in Matematica dell'Università di Pisa, corso del III anno, quindi
parallelo a questo. Pertanto, visto che il corso di "Probabilità" si svolge nel primo semestre, 
il corso qui descritto inizierà in novembre in modo da potersi accodare all'altro, prestando attenzione a non anticipare materiale
dell'altro corso.

Programma del corso

Processi di Markov
  1. Richiami sulle catene di Markov
  2. Definizioni e prime proprietà dei processi di Markov a tempo continuo e salti
  3. Generatore infinitesimale, esempi
  4. Costruzione di processi di Markov a salti
  5. Alcuni elementi di teoria delle martingale
  6. Formula di Dynkin, applicazioni
  7. Entropia, convergenza all'equilibrio, forma di Dirichlet.
Possibili approfondimenti: un esempio di limite di scala. 
Teoria delle grandi deviazioni
  1. Definizioni e risultati preliminari, incluso il principio di contrazione
  2. Risultati relativi a variabili i.i.d., Chernoff bounds
  3. Entropia e grandi deviazioni.
Possibili approfondimenti:  grandi deviazioni e meccanica statistica.
Coupling & mixing time
  1. La distanza di variazione totale via coupling
  2. Convergenza di catene di Markov e mixing time
  3. Esempi di stime dall’alto per il mixing time usando coupling
  4. Path coupling (e il mixing time di SSEP)
  5. Alcune stime dal basso per il mixing time
Possibili approfondimenti: metodi spettrali e il relaxation time; coupling non markoviani; la tecnica del coupling from the past; mixing time in tempo continuo.

Processi di diramazione
  1. Processi di diramazione e probabilità di sopravvivenza
  2. La progenie totale e la cardinalità delle generazioni
  3. Interpretazione in termini di passeggiate aleatorie
  4. Il caso supercritico e il teorema di Kesten-Stigum
  5. Processi di diramazione Poisson, binomiali, geometrici e applicazioni agli alberi combinatori
  6. Applicazioni ai grafi aleatori: Erdős–Rényi, la transizione di fase e la componente gigante
Possibili approfondimenti: il size-biasing e i limiti locali; la criticalità e i limiti di scala; approfondimenti su Erdős–Rényi (stime di grandi deviazioni e funzioni soglia).

Riferimenti bibliografici

Appunti forniti dal docente