Dada uma constante k, encontre a maior árvore enraizada possível, se para cada caminho de raiz a folha, a soma da aridade de seus nós for igual a k?


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Como exemplo, aqui estão todas as árvores possíveis para o caso k=3: insira a descrição da imagem aqui Em cada nó gravado está sua aridade (= o número de filhos).

Embora isso deva ser solucionado pela programação dinâmica, acho que houve um resultado combinatório nisso (limite superior exato ou bastante refinado). Alguém sabe disso?


Editar:

O tamanho da árvore é o número de nós que possui; portanto, a maior árvore seria aquela com o número máximo de nós.


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Defina o maior.
Idolomeiro 27/01/19

Você provavelmente quer dizer "todo caminho da raiz até a folha "; caso contrário, a árvore com 1 vértice é a única solução. (Também seria melhor para explicitamente dizer que você está falando de uma enraizada árvore -. Árvores não enraizadas também são possíveis)
j_random_hacker

@j_random_hacker Sim, você está completamente certo. Eu vou corrigir a pergunta.
Sudix 28/01/19

Respostas:


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Deixei B(n) ser o tamanho da maior árvore, onde as áreas de cada caminho, da raiz às folhas, somam n.

Se a raiz de uma árvore tiver aridade k, os caminhos para cada um dos k subárvores devem somar até n-k. Como as subárvores devem ser ótimas, a árvore tem tamanho1+kB(n-k).

Uma fórmula para B(n) apenas maximiza essa expressão sobre k, usando os valores anteriores B(n-1),B(n-2),.

Tentei fazer isso manualmente e encontrei (com a ajuda do @Sudix, obrigado) 1,2,3,5,7,11,16,23,34,. Parece ser A239288 na Enciclopédia Online Sloanes de Sequências Inteiras. A recursão dada lá é semelhante, mas não exatamente a mesma.

A explicação da sequência é: "Soma máxima de x0 + x0 * x1 + ... + x0 * x1 * ... * xk em todas as composições x0 + ... + xk = n". Essa é realmente a mesma sequência: se a sequência de aridades ao longo do caminho a partir da raiz for x0, x1, ..., xk, elas devem somar n, e o número de nós de fato é a fórmula fornecida.

Outra observação em Sloane é interessante: "Para n> = 8, a solução se torna cíclica: a (3n + k) = 3 + 3a (3n - 3 + k)". Isso parece sugerir que, para valores maiores que 24, a raiz da árvore sempre tenha três filhos.


Portanto, para colocá-lo em uma fórmula, a recursão para resolver / estimar é: B(n)=1+max1knkB(n-k)B(0 0)=1
Sudix 28/01/19

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Eu acho que na sua sequência você perdeu um passo, eu tenho: '1, 2, 3, 5, 7, 11, 16, 23, 34, 49, 70, 103, 148, 211, 310, 445, 634, 931, 1336, 1903, 2794, 4009, 5710, 8383, 12028, 17131 '; Se eu não calculei incorretamente, há uma entrada [OEIS] [1] para a série 1. [1]: oeis.org/…
Sudix 28/01/19
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