Autor Tema: Probar que en todo árbol, [texx]|V|=|A|+1[/texx]

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09 Febrero, 2021, 01:44 am
Respuesta #50

manooooh

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Hola

Sí, pero lo que te digo es que no ha cometido un crimen merecedor de que le quiten su título de licenciado. Que sólo es una redacción desafortunada, una redacción que habría quedado mejor de otra manera, pero que, a poco que uno reflexione sobre ella, entiende la situación y no es para tanto. Es como si uno al final de un cálculo dice que \( 2+3=6 \) y el resultado final no es el que tendría que ser, pero cualquiera que lo lea se da cuenta del lapsus y lo puede corregir por sí mismo sin poner el grito en el cielo porque un profesor ha hecho mal una suma. Yo veo eso en un libro y no se me ocurre decir: ¡esto está mal! ¿Cómo puede ser que alguien diga algo así?, sino que meramente pienso: "podría haberlo hecho más directo y más claro".

No me imagino cómo habría que modificar la prueba del profesor de modo tal que no sea una redacción desafortunada. Hace unos mensajes atrás dijiste que falta una parte por probar, que no es lo mismo que una redacción desafortunada. Lo último es totalmente comprensible, pero lo primero no.

¿Qué corregirías de la prueba del profesor para que sea correcta que no sea agregar unas demostraciones como Luis y todos coincidimos?

Pero no entiendo qué es lo que preguntas. Al margen de que no se distingan bien la letra que pone, ¿no se ve en la imagen que eso que dices es lo que pone, sea con una j o con la letra que sea? Yo diría que parece una n o una m.

Ya, no importa la letra, pensé que había algo que estaba perdiéndome.

Saludos

09 Febrero, 2021, 01:48 am
Respuesta #51

Carlos Ivorra

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¿Qué corregirías de la prueba del profesor para que sea correcta que no sea agregar unas demostraciones?

Pues cuando dice "para probarlo, consideremos cualquier árbol \( T_h \) de \( h \) vértices", diría:

para probarlo, consideremos cualquier árbol \( T_{h+1} \) de \( h+1 \) vértices, luego pasaría a considerar el árbol \( T_h \) que resulta de quitarle un vértice de grado \( 1 \) con su arista correspondiente y le aplicaría a éste la hipótesis de inducción, con lo que haría esencialmente lo mismo que está haciendo, pero partiendo de \( T_{h+1} \)  para pasar a \( T_h \) y no al revés.

09 Febrero, 2021, 02:04 am
Respuesta #52

manooooh

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Pues cuando dice "para probarlo, consideremos cualquier árbol \( T_h \) de \( h \) vértices", diría:

para probarlo, consideremos cualquier árbol \( T_{h+1} \) de \( h+1 \) vértices, luego pasaría a considerar el árbol \( T_h \) que resulta de quitarle un vértice de grado \( 1 \) con su arista correspondiente y le aplicaría a éste la hipótesis de inducción, con lo que haría esencialmente lo mismo que está haciendo, pero partiendo de \( T_{h+1} \)  para pasar a \( T_h \) y no al revés.

¿Por qué tan suelto dices que el \( T_h \) es un árbol cuando Luis expuso una demostración más completa e incluso puso un ejemplo (el de NO-árbol)?

Igualmente hay algunas partes (a partir de "Si no agregáramos arista alguna") que no logro modificar para satisfacer tu propuesta, por lo que te pido, si quieres y dispones de tiempo, que copies la demostración del profesor y la adaptes para que en vez de agregar un vértice, quitemos.

Saludos

09 Febrero, 2021, 07:44 am
Respuesta #53

Luis Fuentes

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Hola

No me imagino cómo habría que modificar la prueba del profesor de modo tal que no sea una redacción desafortunada. Hace unos mensajes atrás dijiste que falta una parte por probar, que no es lo mismo que una redacción desafortunada. Lo último es totalmente comprensible, pero lo primero no.

¿Qué corregirías de la prueba del profesor para que sea correcta que no sea agregar unas demostraciones como Luis y todos coincidimos?

 Pareciera que insinúas que Carlos está indicando una crítica a la demostración de la profesora distinta de la que yo hice. Recientemente escribí:

No. Es que no es ese el problema. Lo que hay que agregar al menos es una frase que diga algo así: "Tenemos en cuenta que todo árbol de \( h+1 \) vértices se construye añadiendo un vértice a un árbol de \( h \) vértices." Luego uno podría discutir si adicionalmente hay que incluir una demostración de que eso es cierto o no (en mi opinión si; uno puede considerar que es bastante evidente, pero es que está al mismo nivel de evidencia del teorema que se quiere probar). Pero desde luego la observación que he escrito en negrita es troncal.

 ¡Qué es precisamente el problema de redacción al que hace referencia Carlos!. Es decir desde el primer momento la crítica no ha sido que le "faltan demostrar unos pasos", sino que ha escamoteado un paso que no es lo mismo. No ha citado el argumento troncal de la prueba.

 Luego se puede discutir si una vez mencionada la frase en negrita, ésta es evidente o hay que justificarla. Pero esa frase (o una análoga) es esencial.

 
Pues cuando dice "para probarlo, consideremos cualquier árbol \( T_h \) de \( h \) vértices", diría:

para probarlo, consideremos cualquier árbol \( T_{h+1} \) de \( h+1 \) vértices, luego pasaría a considerar el árbol \( T_h \) que resulta de quitarle un vértice de grado \( 1 \) con su arista correspondiente y le aplicaría a éste la hipótesis de inducción, con lo que haría esencialmente lo mismo que está haciendo, pero partiendo de \( T_{h+1} \)  para pasar a \( T_h \) y no al revés.

 En cuanto se sigue ese camino, que es el razonable; todo lo que hace el profesor sobra, hasta el paso final. Es decir en cuanto uno admite que puede hacer lo que he marcado en rojo, la prueba prácticamente está terminada sólo hay que tener en cuenta que \( V(T_{h+1})=V(T_h)+1 \) y \( A(T_{h+1})=A(T_h)+1 \) y listo.

 Entonces la esencia de la demostración, en mi opinión, tiene que ser justificar que efectivamente un árbol tiene un vértice de grado 1 y que retirando el vértice  y la arista sigue teniendo un árbol.

 En la redacción del profesor, esto es muy confuso. Porque al partir de un árbol \( T_h \) lo que prueba es que al añadirle una arista y un vértice no queda más remedio que seguir teniendo un árbol; pero eso no es lo que queríamos probar.

 Y ahí viene a cuento mi ejemplo de los NO-árboles, donde con una "demostración" análoga se "prueba" algo falso.

 En ese sentido y sin hacer leña del árbol caído, ni pretender quitar el título de licenciado a nadie, ni magnificar el error, quizá lo veo algó más de calado que lo que da a entender Carlos aquí:

Sí, pero lo que te digo es que no ha cometido un crimen merecedor de que le quiten su título de licenciado. Que sólo es una redacción desafortunada, una redacción que habría quedado mejor de otra manera, pero que, a poco que uno reflexione sobre ella, entiende la situación y no es para tanto. Es como si uno al final de un cálculo dice que \( 2+3=6 \) y el resultado final no es el que tendría que ser, pero cualquiera que lo lea se da cuenta del lapsus y lo puede corregir por sí mismo sin poner el grito en el cielo porque un profesor ha hecho mal una suma. Yo veo eso en un libro y no se me ocurre decir: ¡esto está mal! ¿Cómo puede ser que alguien diga algo así?, sino que meramente pienso: "podría haberlo hecho más directo y más claro".

 \( 2+3=6 \) es un error de cuentas. Ante él yo al menos, no quitaría ni medio punto a un alumno en un examen. De hecho, esos despistes pasan con cierta frecuencia.

 Aunque no me cabe duda de que fue un despiste a la hora de enfocar la escritura de la demostración por parte de la profesora, en este caso el error me parece menos burdo, más sutil y precisamente por eso más relevante (no sé si esto suena contradictorio  :P); desde el principio está mal "diseñada" esa prueba. Si yo tuviera que corregirla en un examen, ahí si quitaría puntos.

 De hecho manoooooh no tendría problema en darse cuenta de que \( 2+3=6 \) está mal. Pero parece obvio de este hilo, que el error de la profesora es más delicado.

Saludos.

09 Febrero, 2021, 09:07 am
Respuesta #54

manooooh

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Hola

Estoy seguro que en el afán de tener una prueba correcta, no tuve en cuenta que algunos detalles pueden omitirse porque son bastante obvios o porque a la hora de un examen no se pide tal exactitud que cuando se está confeccionando un libro.

Por eso pido disculpas por las marchas y contramarchas. Al final el monstruo en mi cabeza resultó ser un argumento troncal que estaba oculto entre las palabras de la prueba del profesor.

Luis: Me han servido todos los aportes que hiciste, desde intervenir con la primera torpeza de no saber cómo manejar el \( |V|=|A|+1 \) hasta mirar un video.

Carlos: Como siempre salvando las sutilezas has logrado enseñarme que no todo lo que brilla es oro, por más quemado que esté el refrán :P.

geómetracat: No has participado en este hilo pero sí por privado, y te agradezco por tus opiniones fundadas.

Richard R Richard: Interesante que propongas otro caso base en inducción. Gracias!



Para sintetizar, lo que escribiré al profesor es que por la redacción de su prueba, es esencial mencionar el hecho de que todo árbol de \( h+1 \) vértices puede obtenerse añadiendo un vértice a uno de \( h \) vértices, porque, en palabras de Carlos, de esa manera oscurece una parte del argumento porque deja a cargo del lector caer en la cuenta de que eso vale porque todo árbol con \( h+1 \) vértices se puede construir a partir de uno con \( h \) vértices. Es una redacción capciosa porque no es que uno pueda verla y preguntar: ¿cómo se justifica ese paso?, sino que la redacción tiende a ocultar que falta un paso, porque ya parte de un planteamiento capcioso al tomar un árbol con \( h \) vértices y aparenta que así está bien y que no hace falta nada más.

Si consideran que hay algún detalle que hace falta mencionar, por favor háganlo saber.

Saludos

09 Febrero, 2021, 12:21 pm
Respuesta #55

Carlos Ivorra

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¿Por qué tan suelto dices que el \( T_h \) es un árbol cuando Luis expuso una demostración más completa e incluso puso un ejemplo (el de NO-árbol)?

Pues porque me habías pedido que te indicara únicamente la modificación necesaria en la redacción, y eso es lo que he hecho.

Con esa redacción, ya queda claro el argumento de la prueba y queda claro que se usa que el grafo \( T_h \) que sale de quitar una rama a \( T_{h+1} \) es un árbol. Se podrá incluir la prueba o no, pero queda patente que se está usando eso. No hay ningún hecho que se use implícitamente sin mencionarlo, como pasa con la redacción del profesor.

En cuanto a si habría que incluir la prueba, es razonable que tu profesor considere que, planteando la prueba con la redacción alternativa, no sea necesario probar que \( T_h \) es un árbol.

Y es una opción razonable. Tú mismo has planteado que la demostración debe concebirse como una referencia de lo que se espera que un alumno haga en un examen si le preguntan eso, y es razonable que el profesor considere adecuado exigir a sus alumnos que demuestren ese resultado con una inducción sencilla y que, a la vez, no considere adecuado exigir que entren en el asunto más técnico de justificar que si a un árbol se le pone o se le quita una ramita seguimos teniendo un árbol, porque eso, por una parte se puede considerar que cualquier alumno puede entender que es cierto pensando intuitivamente qué es un árbol y qué pasa cuando le pones o le quitas una ramita y, por otra parte, formalizarlo requiere un nivel de razonamient más fino que el que pretende exigir a sus alumnos.

Desde un punto de vista lógico, puede parecer raro pedir que se demuestre algo aceptando unos hechos como evidentes que cuestan de probar algo más que lo que se pretende demostrar, pero desde un punto de vista didáctico es razonable pedir que los alumnos muestren su capacidad para desarrollar esa demostración sin entrar en los detalles más técnicos.

Igualmente hay algunas partes (a partir de "Si no agregáramos arista alguna") que no logro modificar para satisfacer tu propuesta, por lo que te pido, si quieres y dispones de tiempo, que copies la demostración del profesor y la adaptes para que en vez de agregar un vértice, quitemos.

Es que ahí pasa lo que te ha dicho Luis, que si lo planteas bien, toda esa parte de la prueba del profesor sobra. En todo caso, lo que habría que probar —como también ha dicho Luis— es que todo árbol tiene al menos un vértice de grado 1 (de hecho dos, y parece que ya conoces una prueba de ello) y que si a un árbol \( T_{h+1} \) le quitas un vértice de grado 1 con su arista obtienes un árbol.

A este respecto, observa que para probar que si \( T_{h+1} \) es un árbol \( T_h \) también lo es, lo fácil es que \( T_h \) no puede tener ciclos (porque un ciclo en \( T_h \) lo sería en \( T_{h+1} \), y lo delicado es probar que sigue siendo conexo, lo que supone probar que un camino en \( T_{h+1} \) que una dos puntos de \( T_h \) no puede pasar por el vértice o la arista eliminados.

En ese sentido y sin hacer leña del árbol caído, ni pretender quitar el título de licenciado a nadie, ni magnificar el error, quizá lo veo algó más de calado que lo que da a entender Carlos aquí:

La verdad es que cuando escribí esa comparación no había vuelto a leer la demostración del profesor y sólo estaba pensando en el hecho de pasar de \( T_h \) a \( T_{h+1} \) en lugar de al revés, pero al releerla y ver todo el razonamiento que hace para justificar que sólo puede añadir una arista, me hubiera pensado dos veces la comparación.

De todos modos, la puse sabiendo que era exagerada porque al releer los últimos mensajes tuve la sensación incómoda de que parecíamos un grupo de comadres rajando a un vecino por una nimiedad y, aunque ciertamente es, no sólo más que un error de cálculo, sino más que lo que estaba pensando cuando escribí eso, me sigue resultando incómodo participar en un hilo así de largo incidiendo en los defectos de la prueba, porque normalmente, cuando se habla mucho de algo suele ser porque es grave e importante, y no creo que sea el caso. Y, siendo el defecto de la prueba algo intermedio entre un error de cálculo y un fallo gordo que induce a pensar que el que escribe no sabe de qué está hablando (o que al menos ese día había bebido algunas copas de más), ante la sensación que tenía de que al leer este hilo pudiera parecer que estábamos (o, al menos, que yo estaba) sugiriendo lo segundo, preferí equipararla a lo primero aun a sabiendas de que no es lo mismo.

Fue un intento —no muy afortunado, ciertamente— de incidir en que no debía verse este hilo como que estábamos "haciendo leña del árbol caído, magnificando el error, etc."

Para sintetizar, lo que escribiré al profesor es que por la redacción de su prueba, es esencial mencionar el hecho de que todo árbol de \( h+1 \) vértices puede obtenerse añadiendo un vértice a uno de \( h \) vértices, porque, en palabras de Carlos, de esa manera oscurece una parte del argumento porque deja a cargo del lector caer en la cuenta de que eso vale porque todo árbol con \( h+1 \) vértices se puede construir a partir de uno con \( h \) vértices. Es una redacción capciosa porque no es que uno pueda verla y preguntar: ¿cómo se justifica ese paso?, sino que la redacción tiende a ocultar que falta un paso, porque ya parte de un planteamiento capcioso al tomar un árbol con \( h \) vértices y aparenta que así está bien y que no hace falta nada más.

Pero eso es justo lo que yo no diría. Corregir la prueba "mencionando el hecho de que todo árbol de \( h+1 \) vértices puede obtenerse añadiendo un vértice a uno de \( h \) vértices" es huir hacia adelante, es corregir un paso en falso con un paso adelante en lugar de con un paso atrás.

Puestos a retocar en algo esa prueba, yo nunca sugeriría añadir lo que dices, sino partir de un árbol con \( h+1 \) vértices y quitarle uno para pasar a un árbol \( T_h \) al que aplicarle la hipótesis de inducción. Ésa es la modificación natural. La que propones es aclarar algo en una demostración oscura en lugar de eliminar la fuente de oscuridad.

10 Febrero, 2021, 12:08 am
Respuesta #56

Richard R Richard

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 es esencial mencionar el hecho de que todo árbol de \( h+1 \) vértices puede obtenerse añadiendo un vértice a uno de \( h \) vértices, porque, en palabras de Carlos, de esa manera oscurece una parte del argumento porque deja a cargo del lector caer en la cuenta de que eso vale porque todo árbol con \( h+1 \) vértices se puede construir a partir de uno con \( h \) vértices. Es una redacción capciosa porque no es que uno pueda verla y preguntar: ¿cómo se justifica ese paso?, sino que la redacción tiende a ocultar que falta un paso, porque ya parte de un planteamiento capcioso al tomar un árbol con \( h \) vértices y aparenta que así está bien y que no hace falta nada más.


Hola manooooh  ya he leido en el hilo esa  frase "todo árbol de \( h+1 \) vértices puede obtenerse añadiendo un vértice a uno de \( h \) vértices" y mas la leo menos me la creo.

No quiero desviar la atención del hilo hacia un problema semántico , pero me chirrea y quizá sea mas entendible para mí si se escribiera del siguiente modo "todo árbol de \( h+1 \) vértices puede obtenerse añadiendo un vértice a al menos uno de todos los arboles posibles que contengan \( h \) vértices"

Ya que del árbol de la izquierda  de h=11 vertices no se puede obtener el de la derecha de  12 vértices solo por la adición de un vértice y una arista.


Saludos  \(\mathbb {R}^3\)

28 Febrero, 2021, 11:33 pm
Respuesta #57

manooooh

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Hola a todos

Finalmente se ha resuelto que lo que debe aclararse para que la demostración de esta propiedad quede completa, es que en el paso inductivo hay que escribir que cualquier árbol de \( h+1 \) vértices puede ser construido añadiendo un vértice a un árbol de \( h \) vértices.

Muchas gracias y saludos

18 Marzo, 2024, 08:22 pm
Respuesta #58

manooooh

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Hola

Si no eres capaz de ver eso es que no las estás entendiendo. Las tres siguen esta idea:

- Probar el resultado para un árbol de 1 o 2 vértices.
- Suponer el resultado cierto para un árbol de \( n \) vértices.
- Dado un árbol de \( n+1 \) vértices, usar que todo árbol tiene un vértice de grado uno para justificar que quitándole ese vértice y esa arista nos queda un árbol de \( n \) vértices.
- Aplicar la hipótesis de inducción para ese árbol de \( n \) vértices y concluir que el árbol original cumple lo que afirma el teorema.

Pueden estar redactadas de una u otra manera; más o menos detalladas; pero esencialmente son la misma.

Con respecto a esto, curioseando por la web me he encontrado el siguiente libro de Matemática Discreta subida a la página de una universidad: https://www.famaf.unc.edu.ar/documents/939/CMat20.pdf

En él, en la página 72 demuestran la propiedad del hilo pero creo que no mencionan lo señalado en rojo por mí en el mensaje de Luis, y creo que es el punto donde la demostración del profesor dejaba un "hueco".

Si \( T=(V,E) \) es un árbol con al menos dos vértices, entonces \( |E|=|V|-1 \).

Demostración)

El resultado es cierto cuando \( |V| = 1 \), puesto que el árbol de un vértice no tiene aristas. Supongamos que es cierto para árboles con \( k \) o menos vértices. Sea \( T \) un árbol con \( |V | = k+1 \), y sea \( uv \) una arista en \( T \). Si \( T_1=(V_1,E_1) \) y \( T_2=(V_2,E_2) \) son los árboles que se obtienen removiendo \( uv \) en \( T \), tenemos que

\( |V_1|+|V_2|=|V|,\quad|E_1|+|E_2|=|E|-1. \)

Aplicando la hipótesis inductiva a \( T_1 \) y \( T_2 \) obtenemos

\( |E|=|E_1|+|E_2|+1=|V_1|-1+|V_2|-1+1=|V|-1, \)

como nosotros deseábamos. Por consiguiente el resultado es cierto para todos lo enteros positivos.



Como se observa, no se demuestra: "Dado un árbol de \( n+1 \) vértices, usar que todo árbol tiene un vértice de grado uno para justificar que quitándole ese vértice y esa arista nos queda un árbol de \( n \) vértices".

Entonces mis preguntas, para recapitular un poco, son:

1) ¿La prueba original que puse del profesor estaba incompleta porque faltaba decir/demostrar lo señalado en rojo en el mensaje de Luis?

2) ¿La demostración presentada en este mensaje tiene el mismo hueco que la del profesor?

Gracias.
Saludos

18 Marzo, 2024, 10:41 pm
Respuesta #59

Luis Fuentes

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Hola

1) ¿La prueba original que puse del profesor estaba incompleta porque faltaba decir/demostrar lo señalado en rojo en el mensaje de Luis?

Más o menos. El problema principal de la prueba del profesor es que en lugar de partir de un árbol de \( k+1 \) vértices y de ahí pasar justificadamente a un árbol de \( k \) vértices, que es lo natural cuando uno aplica inducción, partía de un árbol de \( k \) vértices y le añadía un vértice para formar un árbol de \( k+1 \) vértices. Ese comienzo ya es muy antinatural.

Entonces no prueba la propiedad para todos los árboles, sino solo para aquellos que se obtienen añadiendo un vértice a un árbol con un vértice menos.

Para que eso esté bien debe de justificar que efectivamente todo árbol con \( n+1 \) vértices puede construirse añadiendo un vértice a un árbol de \( n \) vértice. Eso puede justificarse usando lo que marco en rojo.

Citar
2) ¿La demostración presentada en este mensaje tiene el mismo hueco que la del profesor?

En absoluto. La demostración que presentas es totalmente correcta y no tiene hueco alguno. Utiliza lo que suele llamarse inducción fuerte, es decir, para probar que el caso \( k+1 \) no sólo se basa en la veracidad del caso \( k \) sino en la veracidad de de todos los casos \( <k+1 \).

Lo que hace es partir de un árbol de \( k+1 \) vértices que SI es lo natural cuando uno aplica inducción (nada que ver con el comienzo de tu profesor), y quitando cualquier arista quedan dos árboles de menos vértices y a ellos les aplica la hipótesis inductiva.

Saludos.