Sapos, árvores e partículas coalescentes

Abstract

Esta dissertação considera alguns modelos estocásticos discretos. No primeiro modelo, analisamos um modelo em árvores n-árias no qual variáveis aleatórias uniformes independentes são associadas aos vértices. Chamamos essa variável aleatória de fitness do vértice e estamos interessados em determinar quando existe um caminho acessível, isto é, um caminho da raiz até uma folha ao longo do qual o fitness é crescente. Isso fornece uma interpretação biológica do problema, pois o modelo pode representar um genótipo que sofre uma mutação a cada geração. Por seleção natural, é esperado que surjam genótipos mais adaptados ao ambiente no decorrer desse processo. Em seguida, abordamos modelos sobre os inteiros. Um deles diz respeito a partículas coalescentes em um intervalo. Inicialmente, temos uma partícula em cada inteiro do intervalo [0, n] e, a cada instante (discreto) de tempo, sorteamos aleatoriamente uma delas (exceto a que está em 0), a qual salta para o inteiro imediatamente à esquerda, coalescendo com qualquer partícula que eventualmente já ocupe esta posição. O resultado apresentado neste texto estuda o tempo esperado para que todas as partículas coalesçam em 0. Finalmente, fechamos o trabalho com o modelo dos sapos, o qual considera um número infinito de partículas realizando passeios aleatórios independentes sobre os inteiros, e estudamos a condição para que o modelo seja recorrente.