Autor Tema: 4 demostraciones, no hallo qué hacer

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27 Marzo, 2008, 04:05 pm
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juacho

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Buenos Días, ante todo es grato saber que existe este foro de matemáticas.. de haberlo sabido antes.. excelente trabajo..he leído el foro pero como invitado. 
Ésta es mi primera intervención como registrado..tengo que hacer 4 demostraciones como preparación para mi ultimo parcial... pero realmente no encuentro la forma.. traté con inducción matemática, pero me dicen que no puedo usar eso... traté con inducción fuerte... pero sinceramente estoy trancado... las demostraciones que debo hacer son:

1) Demuestre que cada árbol es central o bicentral pero no ambas cosas a la vez.
2) Demuestre que cada árbol es centroidal o bicentroidal pero no ambas cosas a la vez.
3) Pruebe que un árbol puede ser central y bicentroidal de ser cierto, en qué condiciones.
4) Pruebe que un árbol puede ser centroidal y bicentral de ser cierto, en qué condiciones.


gracias

P.D he estado leyendo el Grimaldi de matemáticas discretas... pero hay cosas que realmente no entiendo mucho

Saludos

27 Marzo, 2008, 09:34 pm
Respuesta #1

juacho

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por lo que he podido ver un árbol central debe tener vértices impares, y para que sea  bicentral, debe tener vértices pares...sera siempre verdad esto?

28 Marzo, 2008, 02:18 am
Respuesta #2

Grilllo

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  • La matematica es lo muy perfecto para ser real.
Como defines a los arboles central, bicentrales, etc? es la primera vez que leo esos terminos y no aparece ni en el google; recuerda que en teoria de grafos no existen muchos concensos en los nombres de los concpetos por lo que cada autor le da un nombre distinto.

Saludos
Rigor matemático es demostrar un hecho matemático evidente de tal manera que deje de ser obvio.

28 Marzo, 2008, 10:28 am
Respuesta #3

Luis Fuentes

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Hola

 Como siempre uno de las dificultades para responder es no saber exactamente de que definiciones y resultados previos partes.

 Vayamos poco a poco. Partimos de un grafo conexo:

 - Dados dos vértices de un grafo la distantica entre ellos \( d(u,v) \) es la longitud del camino mínimo que los une.

 - Dado un vértice la excentricidad del mismo es la distancia máxima a cualquier otro vértice del grafo.

 - El radio del grafo es el mínimo de las excentricidades de todos sus vértices.

 - Un árbol es un grafo conexo que no tiene ciclos.

 - Un árbol es central si tiene un sólo centro y bicentral si tiene dos centros.

 - El grado de un vértice es el número de aristas que inciden en él.

 Bien partiendo de esto me parece absurdo que te manden probar que un árbol no es central y bicentral al mismo tiempo. Lo que si tiene sentido es probar que no puede tener más de dos centros y si tiene dos estos son adyacentes.

 Preguntaron eso mismo hace poco: allí di un plan para la prueba, pero (creo) tiene algunos problemas. Así que ahora tiro por otro lado.

 Varios resultados que puedes ir probando:

 i) Un centro de un árbol con más de dos vértices, no puede estar en un extremo, es decir, en un vértice de grado 1:

Spoiler
Fíjate que su vértice adyacente tiene menos excentricidad que él.
[cerrar]

 ii) Si en un árbol con más de dos vértices retiras todos los vértices de grado 1 y sus correspondientes aristas, te queda un nuevo árbol con los mismos centros:

Spoiler
Ten en cuenta que:

- Como los centros no están en los extremos, no estás quitando centros.

- Estás bajando la excentricidad de cada vértice una unidad.
[cerrar]

 iii) Como consecuencia de 2,  siempre que tengas  más de dos vértices puedes retirar vértices extremos y mantener los centros. Reiterando el proceso siempre llegas a un árbol de dos vértices o de un vértice. Por tanto el árbolo sólo puede ser central o bicentral.

 Observa que:

Citar
por lo que he podido ver un árbol central debe tener vértices impares, y para que sea  bicentral, debe tener vértices pares...sera siempre verdad esto?

 Esto no es cierto. Estos dos árboles son centrales:

 \( \xymatrix{\circ \ar@{-}[r] & \bullet \ar@{-}[r] &\circ } \)

 \( \xymatrix{&  \circ & \\ \circ \ar@{-}[r] & \bullet \ar@{-}[r] \ar@{-}[u] \ar@{-}[d] & \circ \\& \circ &} \)

 Y estos dos bicentrales:

 \( \xymatrix{\bullet \ar@{-}[r] & \bullet } \)

 \( \xymatrix{& & \circ & \\ \circ \ar@{-}[r] & \bullet \ar@{-}[r] & \bullet \ar@{-}[r] \ar@{-}[u] & \circ } \)

Saludos.

28 Marzo, 2008, 11:22 am
Respuesta #4

Luis Fuentes

  • el_manco
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Hola

 Vamos con los centroides. Dado un árbol:

 - El peso de un vértice \( v_0 \), es el mayor número de vértices de sus ramas. Es decir el mayor número de vértices, que queda en las componentes conexas al eliminar \( v_0 \).

 - Un centroide es un vértice de peso minimal, es decir, cuyo peso es menor o igual que el de cualquier otro vértice del grafo.

 - Un árbol es centroidal si tiene un sólo centroide; bicentroidal si tiene dos centroides.

 Lo primero que hay que tener en cuenta es que centro y centroide no tienen porque coincidir. Por ejemplo escribamos en los cuatro árboles anteriores los pesos y localicemos los centroides:

\( \xymatrix{2 \ar@{-}[r] & \color{red}1\color{black} \ar@{-}[r] & 2 } \)

\( \xymatrix{&  4 & \\ 4 \ar@{-}[r] & \color{red}1\color{black} \ar@{-}[r] \ar@{-}[u] \ar@{-}[d] & 4 \\& 4 &} \)

\( \xymatrix{ \color{red}1\color{black}  \ar@{-}[r] &  \color{red}1\color{black} } \)

\( \xymatrix{& & 4 & \\ 4 \ar@{-}[r] & 3 \ar@{-}[r] & \color{red}2\color{black} \ar@{-}[r] \ar@{-}[u] & 4 } \)

 Fíjate que por ejemplo, el cuarto árbol es bicentral pero sólo centroidal.

 De nuevo probaremos que un árbol tiene bien un sólo centroide o bien dos centroides adyacentes.

 Varios pasos para probar que dos centroides cualesquiera son adyacentes. De ahí se deduce inmediatamente que a lo sumo hay 2, ya que un árbol no tiene ciclos.

 Sean \( u \) y \( v \) dos vértices centroides de un árbol. Sea \( k \) el peso de sus ramas más pesadas.

 i) La rama que da el peso maximal en \( u \) contine al vértice \( v \) (y viceversa).

Spoiler
En otro caso habría una rama partiendo de \( v \) que contine a \( u \) y a su rama maximal, por lo que excedría el peso \( k \) y \( v \) no sería centroide.
[cerrar]

 ii) Si entre \( u \) y \( v \) hay otro vértice \( w \), entonces la rama más pesada de \( w \) pesa a lo sumo \( k-1 \). Eso contradice el hecho de que \( u \) y \( v \) sean centroides.

Spoiler
- Si \( w \) tiene una rama de peso \( \geq k \) que no contiene a \( u \) (respectivamente a \( v \)) entonces habría una rama partiendo de \( u \) (respectivamente de \( v \)) y pasando por \( w \) que pesaría más que \( k \). Eso contradice que \( u \) y \( v \) sean centroides.

 - Por tanto cualquier rama de peso \( \geq k \) partiendo de \( w \) tiene que contener al mismo tiempo a \( u \) y a \( v \), pero eso es imposible porque w está en medio de los dos.
[cerrar]

Saludos.

28 Marzo, 2008, 12:09 pm
Respuesta #5

Luis Fuentes

  • el_manco
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Hola

 En cuanto a las dos últimas cuestiones, no tengo tan claro cual es una buena caracterización de los árboles centrales pero bicentroidales, o bicentrales pero centroidales.

 Si pueden ponerse ejemplos. Ya vimos un árbol bicentral pero centroidal.

 Un árbol \( \boxed{\mbox{central}} \) pero bicentroidal sería:

\( \xymatrix{ & & & 4 & \\ 5 \ar@{-}[r] &4 \ar@{-}[r] & \boxed{\color{red}3\color{black}} \ar@{-}[r] & \color{red}3\color{black} \ar@{-}[r] \ar@{-}[u] & 5 } \)

Saludos.

28 Marzo, 2008, 02:38 pm
Respuesta #6

juacho

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Parte de la teoria vista es esta que coloco a continuación, de esta pequeña porcion de teoria es que me piden demostar los que les dije...

Centro y Bicentro de un Arbol se aplica el sig. algoritmo.

1.- Se remueven todos los vertices de grado 1 junto con sus aristas incidentes.
2.- Repitiendo el procedimiento al final quedara un unico vertice al que se llamara centro del arbol.
Si se obtienen dos vertices unidos por una arista la llamaremos bicentro.
Un arbol con un centro se dice que es un arbol central.
Un arbol con un bicentro se llama arbol bicentral.

NOTA: Un arbol al ser central no puede ser bicentral y viceversa.

28 Marzo, 2008, 02:57 pm
Respuesta #7

Luis Fuentes

  • el_manco
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Hola

 Si has leído mis mensajes (¡leelos, por favor, que me los "curré" mucho  ;)!), comprobarás que en el primero de ellos pruebo que esa definición de centro y bicentro que has escrito tú equivale a la otra que di yo (centro=vértice con mínima distancia al resto).

 Ahora, es totalmente absurdo que te den esa definición y te manden probar:

Citar
1) Demuestre que cada árbol es central o bicentral pero no ambas cosas a la vez.

 Con esa definición tuya...¡no hay nada que probar!.. ya te están diciendo que o te queda un árbol central o uno bicentral.

Saludos.