Блог пользователя ilyaraz

Автор ilyaraz, 15 лет назад, По-русски
Пусть T -- дерево с корнем, в котором бесконечное число вершин. Пусть известно, что степень каждой вершины конечна. Докажите, что есть бесконечный путь, который начинается в корне.
  • Проголосовать: нравится
  • +12
  • Проголосовать: не нравится

15 лет назад, # |
  Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
Правильно я понимаю, что мы не можем построить рассуждение, начинающееся со слов «пусть максимальная степень вершины в дереве равна n»?
15 лет назад, # |
  Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
Докажем, что число вершин, путь до которых от корня занимает не более n шагов, конечно. Индукция по n.
База: n = 0, достижим только корень.
Переход: пусть не более чем за n шагов достижимы m вершин, и максимальная степень вершины среди них равна d. Тогда не более чем за n + 1 шаг достижимы не более m * d вершин.
Следовательно, для любого наперёд заданного k найдётся бесконечное число вершин, не достижимое от корня за k шагов.
  • 15 лет назад, # ^ |
      Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
    Вы доказали лишь, что есть сколь угодно глубокие вершины. Из этого не следует утверждение задачи.
    • 15 лет назад, # ^ |
        Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
      Позвольте. Отрицание к утверждению задачи — «не существует бесконечного путя, начинающегося в корне» = «существует такое натуральное число n, что любой путь от корня содержит менее n рёбер». Отрицание к этому утверждению я доказал.
      • 15 лет назад, # ^ |
          Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
        Равенство неверно. Могут быть сколь угодно длинные пути, но все конечные.
        • 15 лет назад, # ^ |
            Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
          Так. Что мы называем бесконечным путём?
          • 15 лет назад, # ^ |
              Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
            А что это по-вашему?
            • 15 лет назад, # ^ |
                Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
              Хорошо, переставим вопрос.
              Что такое существование бесконечного пути?
              По-моему, это доказательство факта, что найдётся путь длины больше чем n для любого натурального наперёд заданного n.
              • 15 лет назад, # ^ |
                  Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
                Да, для каждого n найдется путь длиннее n. Но это могут быть разные пути. Нам же нужно доказать существование одного пути, длина которого бесконечна, то есть длиннее любого n.
                • 15 лет назад, # ^ |
                    Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
                  Понял, спасибо!
                  • 15 лет назад, # ^ |
                      Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
                    С учетом нового понимания, подумайте над задачей. Она того стоит.
                  • 15 лет назад, # ^ |
                      Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится

                    блин, теперь я не понял :(

                    вот пусть A(n) - множество путей длины n, выходящих из корня; множество A(n+1) может либо уменьшаться по сравнению с A(n) (если есть некоторая вершина, находящаяся на расстоянии n от корня, и её степень равна 1), либо увеличиваться (если есть некоторая вершина, находящаяся на расстоянии n от корня, и её степень больше двух)

                    очевидно, что если множество A(n) - пустое, то A(n+1) тоже пустое

                    если на некотором бесконечно большом шаге множество A(n) стало пустым, то это значит, что все вершины находятся на меньшем расстоянии от корня, чем n, т.е. количество таких вершин конечно и меньше n2, что противоречит условию задачи

                    значит, для любого бесконечно большого n существует такое k, что k>n и мощность множества A(k) будет больше нуля

                    • 15 лет назад, # ^ |
                        Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
                      И что из этого?
                      • 15 лет назад, # ^ |
                          Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
                        моя ошибка в том, что считаю сколь угодно длинный путь бесконечным?
                        • 15 лет назад, # ^ |
                            Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
                          Опять же, найдутся сколь угодно длинные пути, но все они могут быть разными.
                          • 15 лет назад, # ^ |
                              Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
                            Неплохо бы пример, показывающий разницу между двумя этими утверждениями.
                            • 15 лет назад, # ^ |
                                Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
                              Представьте себе, что у нас могут быть бесконечные степени вершин. Рассмотрим такое дерево: из корня растет путь длины 1, путь длины 2, путь длины 3, и т. д.
                          • 15 лет назад, # ^ |
                              Проголосовать: нравится +3 Проголосовать: не нравится
                            З.Ы. дизайн УГ
15 лет назад, # |
  Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
Только у меня в этом блоге отображаются одни каракули, а остальная страница номально?
  • 15 лет назад, # ^ |
      Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
    Нет, не только. Смотрю в чем дело.
    • 15 лет назад, # ^ |
        Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
      Проблема исправлена. Осталось только, чтобы авторы обновили тексты.
      • 15 лет назад, # ^ |
          Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
        А в чем была проблема?
        • 15 лет назад, # ^ |
            Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
          К веб-приложению я добавил фильтр, который в частности анализирует некоторые параметры. А сделать setCharacterEncoding("UTF-8") надо до getParameter(), а устанавливалось это приложением (которое запускается после фильтра). Короче, я добавил в фильтр setCharacterEncoding("UTF-8") и все заработало.
  • 15 лет назад, # ^ |
      Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
    Теперь все в порядке.
15 лет назад, # |
  Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится

В дереве n-1 ребер. Т.к. n = бесконечности, то число ребер m бесконечно. А так как число ребер m - бесконечно, то есть и бесконечный путь :)

15 лет назад, # |
  Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
если не ошибаюсь, такая задача решалась в теории сетей Петри :)
15 лет назад, # |
  Проголосовать: нравится +12 Проголосовать: не нравится
Вот стоим мы в корне. У нас конечное число поддеревьев и бесконечное число вершин. Значит есть хотя бы одно поддерево с бесконечным числом вершин, туда и пойдем. В итоге приходим к тому же состоянию что и в начале.
  • 15 лет назад, # ^ |
      Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
    Да, это правильное решение.
    • 15 лет назад, # ^ |
        Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
      Напоминает доказательство теоремы Больцано-Вейерштрасса.
      • 15 лет назад, # ^ |
          Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
        Это абсолютно неудивительно. Теорема Больцано-Вейерштрасса -- это компактность замкнутых ограниченных множеств в R^n. Лемма Кёнига (как раз эта задача) -- это компактность счетного произведения конечных дискретных пространств.
15 лет назад, # |
  Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
Узнаю задачу с летних сборов =) Там вроде было про строки что-то и префиксы, но док-во такое же было.
  • 15 лет назад, # ^ |
      Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
    Да, я давал на сборах задачу на лемму Кенига. А не напомните, какую именно?
15 лет назад, # |
  Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
Пусть A~--- бесконечное множество конечных слов в алфавите Σ.
Докажите, что найдется такое бесконечное слово в алфавите Σ, что
сколь угодно длинное его начало является началом какого-нибудь слова из
A.

  • 15 лет назад, # ^ |
      Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
    Да, это стандартное ее применение. А кто вы, если не секрет? Любопытно стало...
15 лет назад, # |
  Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится

Объясните пожалуйста, в чем разница между разными путями, и одним?

ilyaraz сказал: "Могут быть сколь угодно длинные пути, но все конечные."

Если мы доказали что для любого n существует путь длны больше n, разве это не доказывает существования сколь угодно длинного (бесконечного) пути? (Заметим, что числа натуральные).

"Да, для каждого n найдется путь длиннее n. Но это могут быть разные пути. Нам же нужно доказать существование одного пути, длина которого бесконечна, то есть длиннее любого n."

что в том, что пути разные ? 

  • 15 лет назад, # ^ |
      Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
    Нам нужен один бесконечный путь, а не все более длинные конечные пути.
    • 15 лет назад, # ^ |
        Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится

      у нас есть бесконечная последовательность натуральных чисел, она состоит из конечных чисел, но ограничения сверху её нет. Ясно, что все числа конечны.

      с путями такая же ситауция да?

      • 15 лет назад, # ^ |
          Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
        Нет, с путями ситуация другая. Нас интересует не только наличие пути длины 1, пути длины 2, и т. д., но нам еще интересует, чтобы каждый следующий путь был продолжением предыдущего. Аналогии этой согласованности я в натуральных числах не вижу.
        • 15 лет назад, # ^ |
            Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится

          не вижу в чем принципиальность продолжения предыщего.

          • 15 лет назад, # ^ |
              Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
            В том, что это требуется по условию. Более очевидным это требование становится, если взглянуть на задачу, которую написал mmaxio:
            http://codeforces.me/comments/146#comment-1668
            • 15 лет назад, # ^ |
                Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится

              у нас есть путь A длины n рёбер.

              и путь B длины n + k рёбер, пусть C путь длины n такой что первые его n рёбер совпадают с первыми рёбрами пути B (C префикс B).

              вам очень важно, чтобы A было равно C? вернёмся к первому утверждению и заменим букву A на букву C.

              какая разница какой из путей длины n взять в качестве старта ? A или С, или у пути B может не быть "предпути" (префикса) ?


              • 15 лет назад, # ^ |
                  Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
                Никакой разницы нет. Однако, сколь угодно длинных путей все равно не достаточно. Вам уже предлагали пример:
                http://codeforces.me/comments/146#comment-1688
                • 15 лет назад, # ^ |
                    Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
                  сначала вы говорите что эта разница есть, и даёте мне этот пример, затем что нет никакой разници, и опять этот пример
              • 15 лет назад, # ^ |
                  Проголосовать: нравится +1 Проголосовать: не нравится
                Кажется, у вас просто мало опыта работы с бесконечными последовательностями.
                Смотрите: если есть сколь угодно длинные никак не связанные друг с другом пути, то бесконечного пути запросто может не оказаться, пример здесь приводился. Если же нам известно, что они являются один началом другого, то наступает счастье - возьмём пути p_i (длина p_i равна i, p_i - начало p_{i+1}). Тогда каждый следующий путь отличается от предыдущего на один элемент a_i, и мы можем построить искомый путь p_1 a_2 a_3 a_4 ... - он уже бесконечен.
                • 15 лет назад, # ^ |
                    Проголосовать: нравится +1 Проголосовать: не нравится
                  по-моему я привел пример пример как построить путь
                  • 15 лет назад, # ^ |
                      Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
                    Где это вы привели пример как построить путь? Вот вам дерево - вершина-корень, из которой торчит путь длины 1, длины 2, ..., все различны (степень корня бесконечная). Как вы здесь строите путь? Разве вам не очевидно, что в таком дереве все пути конечны, хотя есть сколь угодно длинные?
  • 15 лет назад, # ^ |
      Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится

    Вообще когда я решал эту задачу, я пришёл к идее предложенной

    it4.kp, но понял что это неверно в случае, степень вершины может быть бесконечной, и мне пришлось вернуться на страницу чтобы свериться с формулировкой задачи, и убедиться в правильном понимании условия. В противном случае, решения бы небыло.

    А вот утверждение сделаное ilyaraz, я считаю неверным.

    • 15 лет назад, # ^ |
        Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
      Какое именно мое утверждение вы считаете неверным?
      • 15 лет назад, # ^ |
          Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
        вторая циатата из моего первого сообщения
        • 15 лет назад, # ^ |
            Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
          Пример дерева (правда, с бесконечными степенями): из корня торчит путь длины 1, путь длины 2, путь длины 3,... (все пути пересекаются только по корню). Бесконечных путей нет, то утверждение верно.
        • 15 лет назад, # ^ |
            Проголосовать: нравится +3 Проголосовать: не нравится
          Там три предложения. Каждое из них -- это утверждение. С каким именно вы не согласны?
          • 15 лет назад, # ^ |
              Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
            про разные пути и один, я просил пояснить этот момент.
            • 15 лет назад, # ^ |
                Проголосовать: нравится +3 Проголосовать: не нравится
              Мне кажется, что если вы почитате комментарии к этому посту, то поймете. Уже как-то лень в десятый раз пояснять.

              Мда, не работать мне в 5 классе.
              • 15 лет назад, # ^ |
                  Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
                какой хороший ход в споре, назвать собеседника идиотом.
                • 15 лет назад, # ^ |
                    Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
                  Это не спор -- тут спорить не с чем. Я вам пытаюсь объяснить доказательство и этот пресловутый пример.
                  • 15 лет назад, # ^ |
                      Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится

                    Спор не спор, речь не об этом. Речь об использованном вами приёме.

                    • 15 лет назад, # ^ |
                        Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
                      Почему вы сюда пишете, не разобравшись с доказательством и примером? Нехорошо...
            • 15 лет назад, # ^ |
                Проголосовать: нравится +6 Проголосовать: не нравится
              Определение: бесконечный путь - это предел конечных путей возрастающей длины, каждый следующий из которых содержит предыдущий как префикс.

              Почему определять удобно именно так: обычно от бесконечного объекта нужно, чтобы его конечные части были как-то согласованы.

              Наивный мотивирующий пример. Бредовый, конечно, но, может быть, зато понятный?.. :)

              Рассмотрим все целые неотрицательные степени двойки. Запишем их в десятичной системе счисления: 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, ... . Можно было бы сказать, что предел этих записей - бесконечная степень двойки. Но ничего полезного с ней сделать не получится: мы не знаем ни одной цифры этого объекта, ни первой, ни последней, вообще никакой.

              С другой стороны, рассмотрим все степени десятки. Их записи в десятичной системе счисления выглядят так: 1, 10, 100, ... . Если мы скажем, что предел этих записей - бесконечная степень десятки, от этого будет хотя бы та польза, что мы знаем, как этот предел выглядит: 10000000... .

              Разница в том, что здесь запись степени десятки содержит в качестве префиксов все записи конечных степеней. Из-за этого легко по индукции доказать, что предел будет именно таким.
              • 15 лет назад, # ^ |
                  Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится

                Итак, я уже не пытаюсь сказать что ilyaraz был не прав, он был прав. Но всё же есть тут что-то "парадоксальное".

                Gassa: "Определение: бесконечный путь - это предел конечных путей возрастающей длины, каждый следующий из которых содержит предыдущий как префикс."

                1) предположим, что мы доказали что для любого пути A есть более длинный путь B такой что A его префикс.

                2) предположим что мы доказали что для любого пути A есть другой более длинный путь B

                3) 1-ое означает что у нас есть бесконечный путь. 2-ое нет, хотя ни у кого не вызывает сомнений, что у B есть префикс длины |A|

                Я не сомневаюсь в справедливости 3-его, но точно всё осмыслить понять почему так не удалось.

                • 15 лет назад, # ^ |
                    Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
                  > 1) предположим, что мы доказали что для любого пути A есть более длинный путь B такой что A его префикс.

                  По моему из этого пункта следует только то, что у нас есть бесконечное множество путей, среди которых мы не сможем выделить максимальный по длине, но тем не менее, среди них может вообще не оказаться бесконечного пути, то есть все они могут быть конечны.

                  Более того мне кажется, что бесконечного пути по таким условиям быть вообще не может, ибо не понятно, как бесконечный по длине путь может быть префиксом другого пути?
15 лет назад, # |
  Проголосовать: нравится +1 Проголосовать: не нравится
Не читал особо комментов, но разве задача не очевидна: будем строить путь итеративно и каждый раз идти в бесконечную подветвь.
15 лет назад, # |
  Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
Почитал комменты и, в частности, спор ilyaraz-a и Alias-а. Такой вопрос - в качестве контрпримера доводам Alias-а можно ли построить дерево, удовлетворяющее условию конечности степеней вершин (и бесконечности числа вершин), в котором существуют пути сколь угодно большой длины, но бесконечного пути нет?
  • 15 лет назад, # ^ |
      Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
    Если бы было так, то исходная задача была бы недоказуема. Но её уже доказали. Получили противоречие. :)
15 лет назад, # |
  Проголосовать: нравится +3 Проголосовать: не нравится
А я хочу подлить масла в огонь и предложить еще одну простую задачу.
Назовем фильтром множество подмножеств натуральных чисел, удовлетворяющее четырем условиям:
1. Фильтр не пуст.
2. Пустое множество не принадлежит фильтру.
3. Если два множества принадлежат фильтру, то и их пересечение принадлежит фильтру.
4. Если множество принадлежит фильтру, то любое его надмножество также принадлежит фильтру.
Будем называть фильтр неинтересным, если найдется натуральное число, принадлежащее всем множествам в фильтре.
Задача: построить какой-нибудь пример интересного (то есть не неинтересного) фильтра.
  • 15 лет назад, # ^ |
      Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится

    >> 3. Если два множества принадлежат фильтру, то и их пересечение принадлежит фильтру.

    А если их пересечение пусто?


    • 15 лет назад, # ^ |
        Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
      Значит, это не фильтр.
      • 15 лет назад, # ^ |
          Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
        Тогда наверное так: это множесво a_0=N, a_i=N \ {i}, (i - натуральное) и множества всевозможных конечных пересечений этих пожмножеств.
  • 15 лет назад, # ^ |
      Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
    Наворот на эту задачу. Назовем фильтр ультрафильтром, если для каждого множества либо оно лежит в фильтре, либо его дополнение. Существуют ли интересные ультрафильтры? Вообще, это одна из моих любимых задач. А интересные ультрафильтры активно применяются в логике, кстати. Например, для построения нестандартной арифметики.
    • 15 лет назад, # ^ |
        Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
      Счетных интересных ультрафильтров не существует. Несчетные - вполне возможно, но как построить пример - пока не знаю, буду думать еще.
      • 15 лет назад, # ^ |
          Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
        Ну что счетных не существует -- это как бы очевидно, да. Подумайте, если хотите -- могу дать подсказку.
    • 15 лет назад, # ^ |
        Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
      Сильно крутой получился наворот. Вряд ли тут можно придумать что-нибудь дельное, не погрузившись глубоко в абстрактную математику. В частности, чтобы доказать существование интересных (по науке - неглавных) ультрафильтров, нужно привлекать аксиому выбора (ту самую, из которой следуют такие удивительные результаты, как парадокс Банаха-Тарского).
      А вообще - построен ли хоть один конкретный пример неглавного ультрафильтра? Или это все еще открытая проблема?
      • 15 лет назад, # ^ |
          Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
        Так как C независима от ZF, а существование неглавных ультрафильтров эквивалентно C, то существуют модели ZF, где все ультрафильтры главные. Так что пример привести вряд ли получится.

        Но я в этом ничего не понимаю. Так что лучше посмотрите релевантную литературу.
        • 15 лет назад, # ^ |
            Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
          Я в этом тоже ничего не понимаю :)
          Поэтому давайте вернемся с небес на землю (то есть к основной тематике сайта). Я попробую привести пример применения абстрактной теории множеств в промышленном программировании.
          Предположим, что вы сидите на рабочем месте и вы голодны. Оглядевшись, вы замечаете n коллег, причем i-й коллега имеет на столе непустое множество печенек Ki. В этом случае следующая фраза не будет звучать неуместно: "Друзья, можно я воспользуюсь аксиомой выбора и возьму у каждого из вас по одной печеньке?"
          • 15 лет назад, # ^ |
              Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
            Ой, я в этом не разбираюсь, но, кажется, если совокупность у нас конечная, то можно обойтись без аксиомы выбора.
15 лет назад, # |
  Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится
А есть ли другие примеры интересных фильтров (если есть, то пожалуйста не пишите примеры - попробую сам придумать :) )