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Comparación de sumas de números en la tabla

Dada una tabla con $a$ filas y $2b+1$ columnas. Cada celda contiene un número real no negativo. ¿Cuál es el mayor número $k\in[0,1)$ independientemente de $a$ y $b$ para lo cual siempre podemos elegir $b$ columnas de manera que para al menos $k\cdot a$ filas, la suma de las $b$ números de cada fila es al menos la suma de cualquier otro $b$ (de los restantes $b+1$ ) en la misma fila?

Ejemplo: Supongamos que tenemos una tabla correspondiente al $3\times 3$ matriz de identidad. Entonces, independientemente de la columna que elijamos, la condición sólo se cumple para una de las tres filas. Esto demuestra que la mayor $k$ no es más que $1/3$ . Es $1/3$ lo más grande posible $k$ ?

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No está muy claro qué $k$ depende de. Al principio se introduce $a$ y $b$ como se ha dado. Pero entonces no tendría mucho sentido pedir el mayor $k$ tal que $ka$ las filas tienen una determinada propiedad; se podría pedir simplemente el número de filas. Así que parece que $k$ no debe depender de $a$ después de todo. Esto plantea la cuestión de si depende de $b$ o si uno $k$ también debe funcionar para todos los valores de $b$ . Al final, en la formulación "la mayor cantidad posible $k$ ", de nuevo no está del todo claro sobre qué variables se está maximizando.

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@joriki Es independiente de ambos $a$ y $b$ . Lamento que esto no haya quedado claro antes.

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Marksu Teoren Puntos 33

Un argumento para promediar debería funcionar. Por ahora, pruebo que $k=1/4$ es posible.

Reclamación: Si un conjunto aleatorio de $b$ columnas, entonces para una fila dada, la probabilidad de que este conjunto sea bueno es al menos $\dfrac{(b+1)}{(4b+2)} > 1/4$ . Esto implica que debe haber $b$ columnas que son buenas para al menos $1/4$ fracción de las filas. Así, $k \geq 1/4$ .

Prueba de la reclamación: Para un conjunto $I$ de $b$ columnas y una fila $r$ , dejemos que $E(r,I)$ sea el evento deseado: la suma de los $b$ números indexados por $r$ y $I$ es al menos la suma de cualquier otro $b$ elementos (de los restantes $b+1$ ) en la misma fila.

Dejemos que $F(r,I)$ sea el caso de que el elemento más pequeño de la fila $r$ está en una de las columnas indexadas por $\{1,2,\ldots,2b+1\} \setminus I$ .

Escoge $I$ uniformemente al azar. Entonces, condicionado a $F(r,I)$ la probabilidad de $E(r,I)$ es $1/2$ porque $E(r,I)$ ocurre cuando la suma de los $b$ elementos indexados por $I$ es al menos la suma de los $b$ elementos indexados por $\{1,2,\ldots,2b+1\}$ (excluyendo el índice del elemento más pequeño). Obsérvese que el condicionamiento sigue dando una partición uniformemente aleatoria de los restantes $2b$ elementos.

La probabilidad de $F(r,I)$ es claramente al menos $\dfrac{(b+1)}{(2b+1)}$ que completa la prueba de la reclamación.

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