Fórmula de Russo
O próximo resultado é uma fórmula para a derivada em da probabilidade de
um evento crescente. Para obtê-la, usaremos a construção acoplada do modelo
de percolação
usando a família de variáveis uniformes vista no capítulo anterior
(o modelo padrão).
Consideramos então, para uma dada configuração das variáveis em , a
configuração de elos -abertos , isto é, tal que
para todo .
Seja um evento crescente que depende de um conjunto finito de elos de
e considere
(2.3.1)
Como é crescente, se e , então há elos tais que
mas , isto é, . Denote por o
conjunto de tais elos. A probabilidade de que é .
Por outro lado, se , e , então o (estado do) elo em questão deve ser essencial em
para (a ocorrência ou não de) no sentido de que , mas , onde é a
configuração obtida de trocando o status do elo de para .
A última probabilidade em (2.3.1) fica, então,
A probabilidade acima pode ser escrita como
O evento dentro da probabilidade na soma é equivalente ao evento
Aquela probabilidade pode ser escrita, então, como
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(2.3.2) |
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(2.3.3) |
A probabilidade em (2.3.3) é limitada superiormente por
Observemos agora que a ocorrência ou não do evento { é essencial em para } não depende de .
Logo, a probabilidade em (2.3.2) fatora.
Combinando os argumentos acima, temos
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onde denota o número de elos essenciais em para (e
é a esperança com respeito a ).
Modificando um pouco a terminologia, e voltando ao modelo com as variáveis de
Bernoulli, dado um evento qualquer e uma configuração ,
definimos um elo como pivotal para (mais precisamente, para
()) se, denotando por
a configuração idêntica a em todos os elos com exceção de , em
que e são diferentes, uma das duas coisas acontece: ou
ou
Seja o número de elos pivotais para . O argumento acima prova o seguinte.
Se for um evento crescente dependendo de um conjunto finito de elos,
então
(2.3.4)
A equação (2.3.4) também pode ser escrita
O uso que se fará da fórmula de Russo parte da observação de
que o evento { é pivotal para } é independente do elo e portanto
independente do evento { está aberto}, para deduzir que
Logo, se for crescente, aplicando a fórmula de Russo temos
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(2.3.5) |
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(2.3.6) |
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(2.3.7) |
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(2.3.8) |
Dividindo a primeira e última expressões por e integrando em
(), chegamos a
(2.3.9)
A identidade acima será aplicada no próximo capítulo.