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Nim adición binaria adición sin llevar

Un nim, además de la tabla es esencialmente creado por poner, en cualquier celda, el número más pequeño no a la izquierda de la celda y no por encima de esa celda en su columna. Sin embargo, sé que es un hecho que nim además es equivalente a la adición binaria sin llevar. ¿Cómo funciona el primer método de creación de un nim, además de la tabla de traducir para el segundo método? Estoy seguro de que tiene algo que ver con el hecho de que el nim tabla de ciclos de cada $\mathbb{Z}/2^n$.

Sé que la adición binaria sin llevar es la misma que la escritura de los números 2 como una suma de potencias de 2, rascarse los poderes que aparecen en ambas sumas, y añadiendo el resto. Así que en esencia, estoy preguntando cómo el primer método que he mencionado de la creación de un nim, además de la tabla se traduce a este método. Tenga en cuenta que no estoy preguntando sobre el juego real.

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sewo Puntos 58

Así, para interpretar a su pregunta, usted tiene dos procedimientos diferentes para el llenado de una tabla de números a los que ha definido la parte superior y el borde izquierdo, pero continúa indefinidamente hacia abajo y a la derecha. La primera es

  1. No llene en cualquier celda antes de que todas las posiciones directamente por encima y directamente a la izquierda de que están llenos.

  2. Escribir en cada celda el menor entero no negativo que no aparecen en ninguna celda directamente encima o directamente a la izquierda de la misma

El segundo es

Escribir en la celda (basado en cero) coordina $(i,j)$ el número de $i\oplus j$ donde $\oplus$ es la operación XOR en modo bit (que es, como usted dice, la adición binaria con no lleva).

Y que quieren demostrar que estos dos métodos de resultado en el mismo valor en cada celda de la tabla.

Podemos demostrar que por mucho tiempo de inducción en $i$$j$. Para la inducción de paso nos imaginamos que las células de arriba y a la izquierda de $(i,j)$ ya han sido llenados con la $\oplus$ de sus coordenadas, y queremos demostrar que el paso (2) de los primeros resultados de los procedimientos en exactamente $i\oplus j$.

La mitad de esto es fácil: desde $\oplus$ es un grupo de operación, $i\oplus j$ no puede igualar $i\oplus b$ o $a\oplus j$ cualquier $b\ne j$ o $a\ne i$ -- en particular, no para cualquier menor $a$ o $b$.

A continuación, necesitamos demostrar que $i\oplus j$ es el mínimo número que aún no ha sido utilizado en la misma fila o columna. En otras palabras, todos los $c < i\oplus j$ ya debe haber sido utilizado en algún lugar.

Considerar el bit más significativo de la posición donde $c$ difiere de $i\oplus j$. Debido a $c$ es menos de $i\oplus j$, debe haber un 0 en esta posición de $c$ 1 en la posición de $i\oplus j$. El último 1 debe provenir de cualquiera de las $i$ o $j$. Suponga que se trata de $i$ (el otro caso es exactamente similar). El gánster que los bits de $i$ produce un número $a_0$ tal que $a_0\oplus j$ está de acuerdo con $c$ hasta e incluyendo el bit de la posición de la primera diferencia. Con los ajustes apropiados al menos bits significativos podemos obtener un $a$ tal que $a\oplus j=c$. Y esto $a$ debe ser menor que $i$, debido a $a$ $i$ primer difieren en un bit de la posición que ha 1 $i$ e 0 $a$.

Esto completa la inducción de paso, y por lo tanto la prueba.

1voto

DiGi Puntos 1925

Usando tu primer método, el número de ingresados en la fila $r$ columna $c$ es el menor entero no negativo que no aparecen anteriormente en fila $r$ o de la columna de $c$; llamar a este número $r\oplus c$. A continuación, $r\oplus c$ es el menor entero no negativo que hace que no pertenecen al conjunto

$$\{r\oplus c':c'<c\}\cup\{r'\oplus c:r'<r\}\;;$$

esto se conoce comúnmente como el mínimo número de excluidos y se denota por

$$\operatorname{mex}\Big(\{r\oplus c':c'<c\}\cup\{r'\oplus c:r'<r\}\Big)\;,$$

como en este artículo. Esto es igual a la no-realización de suma binaria (o O exclusivo) de $r$$c$. El artículo ofrece una prueba, pero es bastante conciso; voy a tratar de ampliar un poco. Para enteros no negativos $m$ $n$ deje $m\dot+n$ ser la no-realización de suma binaria de $m$$n$.

La prueba es por inducción. Supongamos que ya hemos rellenado todos los números de $r\oplus c'$$c'<c$$r'\oplus c$$r'<r$, es decir, todos los números a la izquierda de $r\oplus c$ de la fila $r$ y por encima de ella en la columna $c$, y supongamos que ese $r\oplus c'=r\dot+c'$$c'<c$$r'\oplus c=r'\dot+c$$r'<r$; vamos a demostrar que esto implica que $r\oplus c=r\dot+c$.

Deje $n=r\dot+ c$. A continuación,$r\dot+n=r\dot+r\dot+c=c$, ya que el $r\dot+r=0$; es decir, $c$ es el único número entero no negativo cuya noncarrying suma binaria con $r$$n$. De ello se desprende que $r\oplus c'=r\dot+c'\ne n$ por cada $c'<c$ y que, por ende,$n\notin\{r\oplus c':c'<c\}$. Del mismo modo, $r$ es el único número entero no negativo cuya noncarrying suma binaria con $r$$n$, lo $r'\oplus c=r'\dot+c\ne n$ por cada $r'<r$, e $n\notin\{r'\oplus c:r'<r\}$. En otras palabras, $n\notin\{r\oplus c':c'<c\}\cup\{r'\oplus c:r'<r\}$: $n=r\dot+c$ no aparece a la izquierda de o por encima de $r\oplus c$ y al menos un candidato a ser $r\oplus c$.

Ahora supongamos que $k<n=r\dot+c$; queremos demostrar que las $k\in\{r\oplus c':c'<c\}\cup\{r'\oplus c:r'<r\}$, es decir, que $k$ aparece a la izquierda de o por encima de $r\oplus c$, por lo que el $r\oplus c\ne k$. Esto implica que el $n$ es el menor número disponible y por lo tanto el valor que le asignamos a $r\oplus c$. Para ello, vamos a $\ell=k\dot+n=k\dot+r\dot+c$.

Reclamo: Cualquiera de las $r>\ell\dot+r=k\dot+c$ o $c>\ell\dot+c=k\dot+r$.

Supongamos por el momento que la afirmación es verdadera. Si $r>k\dot+c$, vamos a $r'=k\dot+c$; a continuación, $k=(k\dot+c)\dot+c=r'\dot+c=r'\oplus c$ aparece a la izquierda de $r\oplus c$ de la fila $r$ y no está disponible para ser $r\oplus c$. Del mismo modo, si $c>k\dot+r$, vamos a $c'=k\dot+r$; a continuación, $k=r\dot+(k\dot+r)=r\dot+c'=r\oplus c'$ aparece por encima de $r\oplus c$ en la columna $c$ y no está disponible para ser $r\oplus c$. En cualquier caso, $k$ no está disponible para ser $r\oplus c$. Desde $k$ fue arbitraria entero no negativo menor que $n=r\dot+c$, se deduce que el $n$ es el más pequeño disponible entero y que, por ende,$r\oplus c=n=r\dot+c$. Esto completa el paso de inducción (aparte de la prueba de la demanda), y el resultado de la siguiente manera.

Prueba de Reclamación: Considerar la más importante (izquierda) de bits de la representación binaria de $\ell$: debe estar presente en exactamente uno o todos los tres de $k,r$, e $c$. Si que poco estaban presentes en $k$, sería ceros en $\ell\dot+k$, que luego sería menos de $k$. Sin embargo, $\ell\dot+k=r\dot+c=n>k$, por lo que este no es el caso, y por lo tanto debe estar presente en $r$ o en $c$. Pero luego el mismo argumento muestra que si se encuentra presente en $r$,$\ell\dot+r<r$, y si se encuentra presente en $c$,$\ell\dot+c<c$, lo que demuestra la demanda. $\dashv$

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