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PGE977 - Tópicos Especiais em Processos Estocásticos
Pós-graduação em Estatística da UFPE
Informação e material da disciplina ministrada por Pablo Rodriguez na UFPE (última atualização: 04 de março de 2023)
SOBRE A DISCIPLINA
Visão geral
A Teoría das Probabilidades é uma sub-área da Matemática usada para a representação e o estudo de fenômenos aleatórios. Desta forma, a disciplina torna-se fundamental para quem deseja desenvolver pesquisa original na área de Probabilidade e Estatística. A disciplina PGE977 - Tópicos Especiais em Processos Estocásticos, de nível de mestrado e de doutorado, reúne conceitos introdutórios relacionados ao estudo de processos estocásticos especiais e estruturas aleatórias. Os conceitos serão ministrados guiando o(a) estudante desde as noções básicas de cadeias de Markov até o entendimento de diversos modelos probabilísticos especiais como os processos de ramificação e alguns modelos de sistema de partículas interagentes. A disciplina também incluirá o estudo de modelos de percolação, desde o modelo independente de elos até modelos de percolação propostos e estudados recentemente na literatura. Assim, o conteúdo da disciplina constitui uma introdução de modelos, técnicas e resultados de utilidade para quem tem interesse em aprofundar seu conhecimento para trabalhar em linhas de pesquisa relacionadas à Teoria da Probabilidade e suas aplicações.
PLANO DE TRABALHO 2023.1
Atividades e avaliação
A disciplina será ministrada de março a junho de 2023. Ao longo do semestre serão indicados exercícios com o intuito de fixar conceitos. Haverá duas avaliações, sendo uma delas formada por exercícios selecionados e a segunda pela apresentação de um seminário. O assunto de cada aula será comunicado com antecedência e material relacionado ao conteúdo estará disponível nesta página (Slides e/ou material bibliográfico indicado). Serão duas aulas por semana:
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3as (13h00 a 15h00) na sala 317;
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5as (15h00 a 17h00) na sala 317.
Relação de aulas
A disciplina usualmente está formada por um conjunto de tópicos organizados em aulas teóricas seguidas de seminários de avaliação. O assunto de cada aula é divulgado com antecedência e o conteúdo pode ser encontrado nesta página (Slides e/ou material bibliográfico indicado).
Relação de tópicos
Seminários.
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Motivação: problemas de probabilidade.
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Problema da ruína do jogador e passeios aleatórios.
- Modelo dos sapos nos inteiros.
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Cadeias de Markov a tempo discreto.
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Critérios de recurrência e transitoriedade.
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Aplicações para o estudo dos passeios aleatórios.
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CMTD com espaços de estado finitos.
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Análise do primeiro passo.
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Acoplamento.
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Processos de ramificação.
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Percolação independente de elos.
- Modelos de percolação em árvores.
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Percolação orientada, outros modelos de percolação.
- Processos de Poisson.
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Modelo de percolação contínua
- Cadeias de Markov a tempo continuo.
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Processo de contato.
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Álgebras de evolução markovianas.
- Tópicos especiais.
Nota final
A nota final na disciplina será calculada pela média aritmética das notas das duas avaliações aplicadas. O conceito A será atribuído para quem tiver nota final maior ou igual a 8,5. Estudantes com nota final maior ou igual a 7,0 e menor que 8,5 ficarão com conceito B. O conceito C será atribuído para quem tiver nota final maior ou igual a 6,0 e menor que 7,0. Abaixo de 6,0 o conceito será D.
Referências e material sugerido!
01/
Livro: Geoffrey Grimmett. Probability on Graphs. 1st ed. Cambridge. 2010.
Tópicos: Percolação independente de elos, percolação orientada, processo de contato.
03/
Livro: Sheldon M. Ross. Introduction to Probability Models. 10th ed. Academic Press. 2010.
Tópicos: cadeias de Markov, processos de Poisson.
05/
Notas: P. Ferrari, A. Galves. Acoplamento em processos estocásticos. SBM. IMPA. Rio de Janeiro. 1997.
Tópicos: acoplamento, processos de Poisson.
07/
Artigo: C.F. Coletti, R.J. Gava, P.M. Rodriguez, On the existence of accessibility in a tree-indexed percolation model, Phys. A 492 (2018), 382-388.
Tópico: percolação accessível.
09/
Notas: P. M. Rodriguez, Modelos probabilísticos, In: Actas del XV Congreso "Dr. Antonio A. R. Monteiro" (2019).
Tópico: passeio aleatório e modelo dos sapos nos inteiros, percolação de elos e percolação accessível.
02/
Livro: Rinaldo B. Schinazi. Classical and Spatial Stochastic Processes. 1st ed. Birkhäuser. 1999. Ver também: Uma introdução aos processos estocásticos espaciais, IMPA, 1995.
Tópicos: Cadeias de Markov, passeios aleatórios, processos de ramificação, percolação em árvores.
04/
Notas: Luiz Renato Gonçalves Fontes. Notas em Percolação. IME-USP. 1996.
Tópicos: percolação independente de elos.
06/
Artigo: E. Lebensztayn, P.M. Rodríguez, The disk-percolation model on graphs, Statist. Probab. Lett. 78 (2008), no. 14, 2130-2136.
Tópico: percolação de discos.
08/
Artigo: N. Gantert and P. Schmidt, Recurrence for the frog model with drift on Z, Markov Process. Related Fields 15 (2009), no. 1, 51-58.
Tópico: modelo dos sapos nos inteiros.
Tópicos de Aula (slides, listas etc)
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Semana 1
Problemas de probabilidade
Motivação da disciplina com exemplos e revisão de conceitos básicos de teoria das probabilidades.
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Semana 4
Cadeias de Markov a tempo discreto II
Propriedades de recurrência e transiência. Aplicação para o passeio aleatório em Zd.
Slides - Material sugerido: referência 11 (Capítulo 2)
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Semana 7
Revisão de passeios aleatórios
Detalhes da prova de transiência do passeio aleatório em Z3 e Z4.
Slides - Aviso: entregar exercícios 2, 5, 8, 16 e 18 da Lista 1 no dia 25/01.
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Semana 10
Outros modelos de percolação
Percolação orientada, percolação de sítios e percolação de discos.
Slides - Material sugerido: ref. 1 (Seção 3.4), ref. 12 (seção 1.6), ref. 6.
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Semana 13
Introdução às cadeias de Markov a tempo contínuo
Primeiras definições de CMTC. Motivação do processo de contato.
Material sugerido: ref. 3 (Capítulo 6) e ref. 1 (Seção 10.2).
![capa2-1.png](https://static.wixstatic.com/media/376ad7_bc201b913e7844309f144397544f6c2b~mv2.png/v1/crop/x_58,y_0,w_803,h_756/fill/w_61,h_58,al_c,q_85,usm_0.66_1.00_0.01,blur_2,enc_auto/capa2-1.png)
Semana 2
Ruína do jogador e passeios aleatórios
Problema da ruína do jogador e primeiro contato com conceitos de passeios aleatórios.
Slides - Material sugerido: referência 10 (Seção 2)
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Semana 5
Análise do primeiro paso e acoplamento
Método de anáilse do primeiro passo e exemplos de acoplamento através de cadeias de nascimento e morte.
Slides - Material sugerido: referência 2 (Seções I.4 e I.5) - Exercícios
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Semana 8
Percolação independente de elos
Transição de fase para o modelo de percolação. Propriedades.
Slides - Material sugerido: referência 4 (Capítulo 1)
![capa11-1.png](https://static.wixstatic.com/media/376ad7_dd28ee3654bf4ced932e45a9028caaab~mv2.png/v1/crop/x_103,y_0,w_802,h_756/fill/w_61,h_58,al_c,q_85,usm_0.66_1.00_0.01,blur_2,enc_auto/capa11-1.png)
Semana 11
Processos de Poisson: motivação
Distribuições Poisson e Exponencial. Motivação de processos de Poisson.
Slides - Material sugerido: ref. 3 (Capítulo 5).
![capa3-1.png](https://static.wixstatic.com/media/376ad7_de9745f542d34fc7b6448ad19e7953fe~mv2.png/v1/crop/x_103,y_0,w_802,h_756/fill/w_61,h_58,al_c,q_85,usm_0.66_1.00_0.01,blur_2,enc_auto/capa3-1.png)
Semana 3
Cadeias de Markov a tempo discreto
Primeiras definições da teoría das cadeias de Markov a tempo discreto. Recurrência e transiência.
Slides - Material sugerido: referência 11 (Capítulo 2)
![capa6-1 2.png](https://static.wixstatic.com/media/376ad7_9be9bc3ee00a47fc98fefb0a44fdaf71~mv2.png/v1/crop/x_103,y_0,w_802,h_756/fill/w_61,h_58,al_c,q_85,usm_0.66_1.00_0.01,blur_2,enc_auto/capa6-1%202.png)
Semana 6
Processos de ramificação: sobrevivência e extinção
Processos de ramificação e processos de ramificação em meios variáveis
Slides - Material sugerido: referência 2 (Seção I.9)
![capa9-1.png](https://static.wixstatic.com/media/376ad7_4ad163efae814506aa3074c36cee8e48~mv2.png/v1/crop/x_103,y_0,w_802,h_756/fill/w_61,h_58,al_c,q_85,usm_0.66_1.00_0.01,blur_2,enc_auto/capa9-1.png)
Semana 9
Percolação acessível em árvores
Transição de fase para o modelo de percolação acessível.
Slides - Material sugerido: referência 10 (Seção 3)
![capa12.png](https://static.wixstatic.com/media/376ad7_1b26d12680f649d58c4e281e305aa3be~mv2.png/v1/crop/x_287,y_0,w_849,h_800/fill/w_61,h_57,al_c,q_85,usm_0.66_1.00_0.01,blur_2,enc_auto/capa12.png)
Semana 12
Processos de Poisson: propriedades, extensões
Propriedades dos processos de Poisson, generalizações.
Material sugerido: ref. 3 (Capítulo 5). Aviso: entregar Lista 2 no dia 15/02.