Fluid limit for the Erdos-Rényi random graph

Neste trabalho, aplicamos o algoritmo Breadth-First Search para encontrar o tamanho de uma componente conectada no grafo aleatório de Erdos-Rényi. Uma cadeia de Markov é obtida deste procedimento. Apresentamos alguns resultados bem conhecidos sobre o comportamento dessa cadeia de Markov. Combinamos alguns destes resultados para obter uma proposição sobre a probabilidade da componente atingir um determinado tamanho e um resultado de convergência do estado da cadeia neste instante. Posteriormente, aplicamos o teorema de convergência de Darling (2002) a sequência de cadeias de Markov reescaladas e indexadas por N, o número de vértices do grafo, para mostrar que as trajetórias dessas cadeias convergem uniformemente em probabilidade para a solução de uma equação diferencial ordinária. Deste resultado segue a bem conhecida lei fraca dos grandes números para a componente gigante do grafo aleatório de Erdos-Rényi, no caso supercrítico. Além disso, obtemos o limite do fluído para um modelo epidêmico que é uma extensão daquele proposto em Kurtz et al. (2008).In this work, we apply the Breadth-First Search algorithm to find the size of a connected component of the Erdos-Rényi random graph. A Markov chain is obtained of this procedure. We present some well-known results about the behavior of this Markov chain, and combine some of these results to obtain a proposition about the probability that the component reaches a certain size and a convergence result about the state of the chain at that time. Next, we apply the convergence theorem of Darling (2002) to the sequence of rescaled Markov chains indexed by N, the number of vertices of the graph, to show that the trajectories of these chains converge uniformly in probability to the solution of an ordinary dierential equation. From the latter result follows the well-known weak law of large numbers of the giant component of the Erdos-Renyi random graph, in the supercritical case. Moreover, we obtain the uid limit for an epidemic model which is an extension of that proposed in Kurtz et al. (2008)