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稀疏和临界状态下过程级Betti数的极限定理。 (英语) Zbl 1456.60044号

在(随机)点集(mathcal{X}\subset\mathbb{R}^d)上,构造了一个(随机)单形复数(check{C}(mathca{X},t),(t\geq0),使得(i)(0)-单形是(mathcal{X}\)的点;(ii)如果({x_0,\ldots,x_k\}\subset\mathcal{x}\)中的每一对点都位于距离(t)内,则包含(k)-simplices。
概率模型采用\(mathcal{X}=mathcal{P} _n(n)\),强度的泊松点过程,其中(mu)是具有有界连续密度的(mathbb{R}^d)上的测度,并考虑拓扑统计进程\(\检查{C}(\mathcal{P} _n(n),sn t)){t\geq 0})作为\(n\to\infty \)用于适当的缩放序列\(sn \)。特别地,本文的主题是由(beta_{k,n}(t)=beta_k(check{C}(mathcal{P} _n(n),s_n t))。动机部分来自最近对持久同源性拓扑数据分析。
如随机几何图的经典情况[M.彭罗斯,随机几何图。牛津:牛津大学出版社(2003;Zbl 1029.60007号)],在(nsn ^d到0)(稀疏)、(nsn′d到infty)(稠密)和(nsn〃d到lambda)(临界)三种状态下的渐近行为是不同的。
作者首先考虑了稀疏区域,其中(ns_n^d到0)但是(n^{k+2}s_n^{d(k+1)}到infty),并表明\(beta{k,n})以有限维分布收敛到与(k+2)点上的连通分量相关联的高斯过程。在(n s_n^d到0)非常快的超稀疏区域中,有一个泊松极限定理。在具有\(s_n=n^{-1/d}\)的临界状态下,也存在到高斯极限的收敛,但现在具有更复杂的结构:它是与\(k+2,k+3,\ldots\)点上的分量相关的高斯过程的无限和。
证明利用了局部依赖性、斯坦因方法和泊松过程技术。这些结果的过程-版本是新的,尽管在某些情况下边缘中心极限定理是已知的:例如[R.伊瓦萨,同调同伦应用。22,第1期,343–374(2020年;Zbl 1435.13013号)].

MSC公司:

60D05型 几何概率与随机几何
55单位10 代数拓扑中的单纯形集和复数
60F05型 中心极限和其他弱定理
05E45型 单形复形的组合方面
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