На це питання відповіли кілька років тому, але, просто заради задоволення, ось простий доказ верхньої межі. Даємо зв’язок на очікування, потім прив’язуємо хвіст.
Визначте rv глибину вузла i ∈ { 0 , 1 , … , n - 1 } . Визначте ϕ i = ∑ i j = 0 e d j .dii∈{0,1,…,n−1}ϕi=∑ij=0edj.
лема 1. Очікувана максимальна глибина, - не більшеE[maxidi] .eHn−1
Доказ. Максимальна глибина - не більше . Для закінчення показуємо E [ ln ϕ n - 1 ] ≤ elnϕn−1 .E[lnϕn−1]≤eHn−1
Для будь-якого , що обумовлює ϕ i - 1 , шляхом огляду ϕ i ,
E [ ϕ ii≥1ϕi−1ϕi
E[ϕi|ϕi−1]=ϕi−1+E[edi]=ϕi−1+eiϕi−1=(1+ei)ϕi−1.
By induction it follows that
E[ϕn−1]=∏n−1i=1(1+ei)<∏n−1i=1exp(ei)=exp(eHn−1).
E[lnϕn−1]≤lnE[ϕn−1]<lnexp(eHn−1)=eHn−1. □
Here is the tail bound:
lemma 2. Fix any c≥0. Then Pr[maxidi]≥eHn−1+c is at most exp(−c).
Proof. By inspection of ϕ, and the Markov bound, the probability in question is at most
Pr[ϕn−1≥exp(eHn−1+c)]≤E[ϕn−1]exp(eHn−1+c).
From the proof of Lemma 1,
E[ϕn−1]≤exp(eHn−1). Substituting this into the right-hand side above completes the proof.
□
As for a lower bound, I think a lower bound of (e−1)Hn−O(1) follows pretty easily by considering maxidi≥lnϕt−lnn. But... [EDIT: spoke too soon]
It doesn't seem so easy to show the tight lower bound, of (1−o(1))eHn...