1 votos

¿Cómo hacer esta prueba de inducción?

Esta fórmula recursiva:

enter image description here

calcula la cantidad de árboles binarios posibles, estructuralmente diferentes, para una altura específica.

Necesito demostrarlo por inducción.


El caso base está claro: para $h=1$ obtenemos sólo un árbol con un nodo.

Entonces, supongamos que la fórmula se cumple para algún árbol de altura $h$ .

Ahora tengo que demostrar, que también se cumple para un árbol de altura $h+1$ .

A partir de aquí, no sé cómo continuar.

Estoy familiarizado con la inducción y la he hecho muchas veces, pero en este caso parece algo diferente.

¿Cómo funciona esta prueba?

EDITAR:

$h(0)$ es $1$

2voto

Chris Puntos 1769

La terminología de esta respuesta puede resultar difícil de asimilar, pero la idea es realmente sencilla. Sin duda puede reformularse utilizando la inducción "fuerte".

Es muy útil pensar en el producto pedido $$f(i)\cdot f(j)$$

como el número de formas de crear -a partir de un único nodo raíz- un subárbol izquierdo de altura $i$ sin incluir el nodo raíz, y un subárbol derecho de altura $j$ sin incluir el nodo raíz. Por lo tanto $f(i) \cdot f(j)$ nos dará todos los árboles cuyos subárboles izquierdos (¡incluido el nodo raíz!) tengan altura $i + 1$ y cuyos subárboles derechos tienen altura $j+1$ (de nuevo, incluyendo el nodo raíz).

Contar cómo hacerlo para todos $i, j \ge 0$ con al menos uno de $i$ o $j$ igual a $h - 1$ nos dirá cómo hacer que todos los árboles con altura total $h$ - ya que cada árbol de altura $h$ es precisamente sólo un nodo raíz y dos subárboles, uno de los cuales tiene altura $h-1$ .

Mi punto es que, si realmente lo miras con cuidado,

$$\left[2\sum_{i = 0}^{h-2}f(i)\cdot f(h-1)\right] + f(h-1)^2 = \sum_{i = 0}^{h-1}f(i)\cdot f(h-1) + \sum_{j= 0}^{h-1} f(h-1) \cdot f(j)$$

y la parte derecha te va a dar todas las formas de hacer árboles, partiendo de un nodo raíz, con subárboles de tamaño $i$ o $j$ y $h-1$ .

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X