Autor Tema: Duda con respecto la cantidad de posibles relaciones de A en B

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03 Diciembre, 2016, 04:18 am
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Gulgo

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El libro básicamente me dice:

Definición 5.2:

Para los conjuntos A , B \(  \subseteq  \) U (Donde U es el universo), cualquier subconjunto de A \(  \times  \) B es una relacion de A en B

Cualquier subconjunto de \(  A \times A \) es una relación binaria en A

Si |\(  A \times B  \)| = n , se sigue por 5.2 que existen \(  2 ^ n \) relaciones de A en B, el problema se encuentra, en que yo no lograba visualizar el porque de esto, entonces, quise atacarlo por regla del producto, y no me salio, asi que fui por combinatoria.

Dije, la cantidad de relaciones son \(  \sum_{i=0}^n{} \displaystyle\binom{n}{i}  \) , ya que estamos hablando de como tomar n elementos y agruparlos, 0 (la vacía), de a 1, de a 2, y asi hasta los n que seria \(  A \times B \)

Entonces segun esta logica: \(  \sum_{i=0}^n{} \displaystyle\binom{n}{i}  \) = \(  2^n  \)

Entonces, lo quise probar para n+1 y me sucedió lo siguiente:

\(  \sum_{i=0}^{n+1}{} \displaystyle\binom{n+1}{i} = 2^{n+1}  \)

Como \(   \displaystyle\binom{n+1}{n+1}  \) es 1, lo saque para afuera de la combinatoria, me quedo 1 + \(  \sum_{i=0}^{n}{} \displaystyle\binom{n+1}{i}  \), que esto es 1 + \(  \sum_{i=0}^n{}   \frac{(n+1)!}{i! \cdot (n+1-i)!} \)

Lo que hice fue:
1 + \(  \sum_{i=0}^n{}   \frac{(n)!}{i! \cdot (n-i)!} \cdot \frac{(n+1)}{ \cdot (n+1-i)} \)

y esto es:

1 + \(    \sum_{i=0}^n{} \displaystyle\binom{n}{i} \cdot \frac{(n+1)}{ (n+1-i)} \)

Por aca me tranque, asi que probé por el lado del 2:

\(  \sum_{i=0}^{n+1}{} \displaystyle\binom{n+1}{i} = 2^{n+1}  \)

\(  \sum_{i=0}^{n+1}{} \displaystyle\binom{n+1}{i} = 2^{n} * 2 \)

\(  \sum_{i=0}^{n+1}{} \displaystyle\binom{n+1}{i} = 2 * \sum_{i=0}^n{} \displaystyle\binom{n}{i} \)

Y sigo trancado, estara mal la afirmacion, me faltaran ver cosas?

03 Diciembre, 2016, 12:34 pm
Respuesta #1

Luis Fuentes

  • el_manco
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Hola

El libro básicamente me dice:

Definición 5.2:

Para los conjuntos A , B \(  \subseteq  \) U (Donde U es el universo), cualquier subconjunto de A \(  \times  \) B es una relacion de A en B

Cualquier subconjunto de \(  A \times A \) es una relación binaria en A

Si |\(  A \times B  \)| = n , se sigue por 5.2 que existen \(  2 ^ n \) relaciones de A en B, el problema se encuentra, en que yo no lograba visualizar el porque de esto, entonces, quise atacarlo por regla del producto, y no me salio, asi que fui por combinatoria.

Dije, la cantidad de relaciones son \(  \sum_{i=0}^n{} \displaystyle\binom{n}{i}  \) , ya que estamos hablando de como tomar n elementos y agruparlos, 0 (la vacía), de a 1, de a 2, y asi hasta los n que seria \(  A \times B \)

Entonces segun esta logica: \(  \sum_{i=0}^n{} \displaystyle\binom{n}{i}  \) = \(  2^n  \)

Entonces, lo quise probar para n+1 y me sucedió lo siguiente:

\(  \sum_{i=0}^{n+1}{} \displaystyle\binom{n+1}{i} = 2^{n+1}  \)

Como \(   \displaystyle\binom{n+1}{n+1}  \) es 1, lo saque para afuera de la combinatoria, me quedo 1 + \(  \sum_{i=0}^{n}{} \displaystyle\binom{n+1}{i}  \), que esto es 1 + \(  \sum_{i=0}^n{}   \frac{(n+1)!}{i! \cdot (n+1-i)!} \)

Lo que hice fue:
1 + \(  \sum_{i=0}^n{}   \frac{(n)!}{i! \cdot (n-i)!} \cdot \frac{(n+1)}{ \cdot (n+1-i)} \)

y esto es:

1 + \(    \sum_{i=0}^n{} \displaystyle\binom{n}{i} \cdot \frac{(n+1)}{ (n+1-i)} \)

Por aca me tranque, asi que probé por el lado del 2:

\(  \sum_{i=0}^{n+1}{} \displaystyle\binom{n+1}{i} = 2^{n+1}  \)

\(  \sum_{i=0}^{n+1}{} \displaystyle\binom{n+1}{i} = 2^{n} * 2 \)

\(  \sum_{i=0}^{n+1}{} \displaystyle\binom{n+1}{i} = 2 * \sum_{i=0}^n{} \displaystyle\binom{n}{i} \)

Y sigo trancado, estara mal la afirmacion, me faltaran ver cosas?

La fórmula:

\( \displaystyle\sum_{i=0}^n{}\displaystyle\binom{n}{i}=2^n \)

puede probarse como aplicación directa de la fórmula del Binomio de Newton:

\( (a+b)^n=\displaystyle\sum_{i=0}^n{}\displaystyle\binom{n}{i}a^ib^{n-i} \)

para \( a=1 \), \( b=1 \).

Si quieres probarla directamente por inducción ten en cuenta que:

\( \displaystyle\binom{n+1}{i}=\displaystyle\binom{n}{i}+\displaystyle\binom{n}{i-1} \) cuando \( i>0 \)

Con eso debería de salirte.

Saludos.

P.D. Otra forma de justificar que el cardinal del número de subconjuntos un conjunto de \( n \) elementos es \( 2^n \) es tener en cuenta que en cada subconjunto cada elemento puede estar o no estar, es decir, tenemos dos opciones para cada elemento: de ahí \( 2^n \) posibilidades para formar nuestro subconjuntos.

02 Febrero, 2017, 04:43 am
Respuesta #2

Gulgo

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Hola, disculpa que te vuelva a molestar despues de un tiempo, lo del cardinal, mediante "estar" o "no estar" me quedo totalmente claro, ahora mi problema es al aplicar directamente el binomio de newton, no logro entender esa parte

02 Febrero, 2017, 10:14 am
Respuesta #3

Luis Fuentes

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Hola

Hola, disculpa que te vuelva a molestar despues de un tiempo, lo del cardinal, mediante "estar" o "no estar" me quedo totalmente claro, ahora mi problema es al aplicar directamente el binomio de newton, no logro entender esa parte

Pero no sé muy bien cual es la duda. Si aplicas:

\( (a+b)^n=\displaystyle\sum_{i=0}^n{}\displaystyle\binom{n}{i}a^ib^{n-i} \)

para \( a=1 \) y \( b=1 \) te queda:

\( (1+1)^n=\displaystyle\sum_{i=0}^n{}\displaystyle\binom{n}{i}1^i1^{n-i}=\displaystyle\sum_{i=0}^n{}\displaystyle\binom{n}{i} \)

Saludos.