Computing the maximum size of an independent set in a graph is a famously hard combinatorial problem that has been well-studied for various classes of graphs. When it comes to random graphs, only the classical binomial random graph $G_{n,p}$ has been analysed and shown to have largest independent sets of size $\Theta(\log{n})$ w.h.p. This classical model does not capture any dependency structure between edges that can appear in real-world networks. We initiate study in this direction by defining random graphs $G^{r}_{n,p}$ whose existence of edges is determined by a Markov process that is also governed by a decay parameter $r\in(0,1]$. We prove that w.h.p. $G^{r}_{n,p}$ has independent sets of size $(\frac{1-r}{2+\epsilon}) \frac{n}{\log{n}}$ for arbitrary $\epsilon > 0$, which implies an asymptotic lower bound of $\Omega(\pi(n))$ where $\pi(n)$ is the prime-counting function. This is derived using bounds on the terms of a harmonic series, Tur\'an bound on stability number, and a concentration analysis for a certain sequence of dependent Bernoulli variables that may also be of independent interest. Since $G^{r}_{n,p}$ collapses to $G_{n,p}$ when there is no decay, it follows that having even the slightest bit of dependency (any $r < 1$) in the random graph construction leads to the presence of large independent sets and thus our random model has a phase transition at its boundary value of $r=1$. For the maximal independent set output by a greedy algorithm, we deduce that it has a performance ratio of at most $1 + \frac{\log{n}}{(1-r)}$ w.h.p. when the lowest degree vertex is picked at each iteration, and also show that under any other permutation of vertices the algorithm outputs a set of size $\Omega(n^{1/1+\tau})$, where $\tau=1/(1-r)$, and hence has a performance ratio of $O(n^{\frac{1}{2-r}})$.


翻译:在图形中计算独立集的最大大小是一个著名的硬组合问题 。 当涉及到随机图形时, 仅仅分析并显示经典的二进制随机图$G ⁇ n, p}$, 其大小为$theta( log{ n} $ w.h. p.) 。 这个经典模型无法捕捉在真实世界网络中出现的边缘之间的任何依赖性结构 。 我们通过定义随机图 $G ⁇ n} p} 开始朝这个方向研究。 任意图 $G ⁇ r} 美元, 其边缘的存在由 Markov 进程决定, 也受衰变参数 $ $( 0. 1美元) 的制约 。 我们证明, 美元%r\ 美元 (n) 美元, p} 其独立的大小是 美元 (formanc) 的大小 。 当任意的 =\\\\\ talexexxlationlationlation 时, 它的任意值是 = $( r_\\ dird) 美元。

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