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cc5101 2026-08-21

Patricio Poblete · 8,736 words · 40 min read

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0:02Buenos días, bienvenidos a la clase.

0:06Hoy día vamos a continuar eh con el

0:10análisis de árboles de búsqueda

0:11binarias, del número de árboles de

0:12búsqueda binaria que estamos haciendo.

0:19En realidad de árboles binarios, más que

0:20busqué binario. Análisis del número

0:24de árboles binarios.

0:40En la clase pasada habíamos llegado a

0:42encontrar una expansión en serie

0:47para la función generatriz del número de

0:49árboles de de árboles binarios. Y esa

0:52función generatriz tenía esta forma,

0:55eh, 1/2

0:57sobre n + 1

1:00por -1 a la n

1:03* 2 a la 2n + 1

1:08por z a la n. Ya. Y habíamos eh a partir

1:13de ahí extraído el coeficiente, ¿no es

1:17cierto? E

1:20ya todo esto que está aquí multiplicando

1:22al z a la n

1:25es

1:26el número que andamos buscando.

1:30Okay. Entonces, a su n,

1:33que es el coeficiente que multiplica z a

1:36la n de z. Eso significa esta anotación.

1:41Es eh como les decía, 1/2 sobre n + 1

1:46por -1 a la n.

1:48por 2 a la 2n + 1 y nada más hasta ahí.

1:52Ah eh y pudimos comprobar evaluando

1:56numéricamente esta fórmula que

1:58efectivamente coincide con los números

2:01que deberían dar. Así que tenemos

2:03bastante confianza que está bien solo,

2:05como les dije al final de la clase

2:06pasada, que es una fórmula que todavía

2:08necesita

2:10un poco de simplificación, ¿no?

2:19Y de qué manera lo vamos a hacer.

2:21Recordemos qué cosa es eh

2:24qué fórmulas tenemos para el coeficiente

2:26binomial, especialmente cuando lo que va

2:29en la parte superior no es un entero.

2:31Ah.

2:32Entonces, recordemos

2:38que eh alfa sobre n

2:42lo podemos escribir como eh alfa a la n

2:48descendente dividido por n factorial,

2:51donde alfa a la n descendente es alfa *

2:54alfa - 1, etcétera, hasta alfa - n + 1

3:01dividido por n factorial, ¿no es cierto?

3:03Y

3:06entonces aquí son n factores.

3:15Esa es la fórmula que tenemos. Entonces,

3:181/2

3:20sobre n + 1

3:25sería cuánto, sería 1/2 medio, ¿cierto?

3:291/2 - 1

3:341/2 - 2

3:37hasta

3:391/io

3:41eh menos

3:44n + 1 que es lo que hay abajo, más 1 eh

3:49se cancela. Ahí hay un -1 con un +1 que

3:51se cancela y queda un medio men n

3:56esto divido por n factorial.

3:58Okay.

4:01Eh, calculemos cuánto vale cada uno de

4:03estos factores. El primero es 1/2.

4:06El segundo e un un 1/2 un 1/ -1 es -

4:101/2.

4:14El tercero sería 1/2 - 4/2 sería -3/2.

4:23Ya. Y el último, si lo calculamos con

4:26cuidado, va a ser menos 2n - 1

4:31medios

4:33y todo eso dividido por n factorial.

4:36Okay.

4:45Okay. E

4:48bien, eh, ¿cuántos factores hay arriba?

4:50eh n + 1, ¿no es cierto?

4:53porque corresponde a esto, a n + 1

4:57factores.

4:59Por lo tanto, si saco todos los

5:02denominadores dos que hay ahí, me va a

5:04quedar un 2 a la n + 1 abajo

5:10y hay un -1 a la e

5:14y de estos n más subctores hay hay n que

5:17que tienen signo menos, así es que hay

5:19un -1 a la nquas

5:25cosas para fuera, lo que me queda es 1 *

5:283 * 5, ¿no es cierto? 1 * 3 * 5 los

5:34imparé

5:36hasta eh 2n - 1

5:42y eso dividido por n factorial. ¿Okay?

5:48Entonces, lo que vamos a hacer ahora es

5:50lo siguiente. Vamos, bueno, vamos a

5:52reescribir esto

6:01y vamos a escribir el 1, el 3, el 5, eh,

6:07hasta el 2n - 1.

6:13Y

6:16a ver, espérense un poquito. Tengo un

6:18error que he venido acarreando aquí. E

6:22no me había dado cuenta.

6:24Este no es n factorial,

6:27sino que es

6:29n + 1 factorial,

6:33¿cierto? por lo que les dije antes,

6:35porque corresponde a esto. Ya, disculpen

6:38eso. Así que aprovechemos de corregirlo

6:42y alguien que lea después este apunte no

6:44va a saber que estuvo malo en algún

6:46momento.

6:49Más uno

6:52que también.

6:59Okay. Entonces, tengo eso.

7:02Intencionalmente lo escribí un poquito

7:03más espaciado y aquí tengo un n + 1

7:07factorial.

7:08Ya. ¿Y por qué escribí eso espaciado?

7:12Porque ahora quiero agregar lo que

7:14falta. Entonces, voy a poner aquí el

7:17dos,

7:19el 4,

7:20el 6, ¿no es cierto? Y el 2n.

7:27Entonces agregué

7:29n n factores,

7:34cada uno de ellos tiene un factor dos,

7:36así que si lo si saco para fuera ese

7:37factor dos, me va a quedar un 2 a la n

7:41y al quitarle un factor 2 a cada uno de

7:43ellos va a quedar 1 por 2 por 3 hasta

7:46por n, o sea, n factorial.

7:51Ya, eso ya se está empezando a ver un

7:53poquito mejor.

7:57Entonces, ¿esto cómo está quedando? Eh,

8:01queda como 1 di 2 a la 2n + 1, ¿cierto?

8:08Juntando los dos, 2 a la n y 2n + 1 que

8:11están abajo, hay un -1 a la n.

8:17Arriba lo que yo tengo es un 2n

8:19factorial.

8:24Y abajo lo que tengo es un

8:29n factorial por un n + 1 factorial. Ah,

8:32lo voy a escribir como n factorial

8:35cuadrado y el n + 1 restante lo dejo

8:38afuera. Ahí. Eso.

8:42Y ahora vamos a ir a reemplazar a en

8:47este lugar aquí, en esta fórmula,

8:51porque todo lo que estado haciendo es

8:52trabajar con este 1/io sobre n + 1.

8:55Entonces, lo que obtuve aquí ya lo voy a

9:00eh multiplicar por -1 a la n * 2 a la 2n

9:02+ 1.

9:05De hecho, ni siquiera debería

9:06escribirlo, ¿no? Porque ustedes lo van a

9:08ver de inmediato. Este -1 a la n va a

9:10cancelar a este -1 a la n que hay aquí y

9:14este 2 a la 2n + 1 va a cancelar a este

9:182 a la 2n + 1 que está acá. Así que en

9:20realidad eh lo que queda es esto. Ya.

9:24Entonces vamos directamente ahí mejor.

9:30Por lo tanto,

9:33a su

9:34es

9:362n factorial.

9:39dividido por n factorial al cuadrado

9:42y multiplicado ahí abajo por n + 1 y eso

9:47es 1 di por n + 1

9:512 n sobre n

9:56y estos esta es la solución

10:02esta es la solución que es bien conocida

10:04para el número de árboles binarios con n

10:07nodos es 2n sobre n dividido por n + 1

10:12son los números de catalán

10:20ya y los hemos encontrado entonces a

10:22través de este proceso que comenzó por

10:26escribir una

10:28ecuación de recurrencia que contenía una

10:32convolución

10:34aplicar funciones generatriz, lo cual

10:36nos llevó a una ecuación

10:38eh bastante más compacta que se podía

10:41resolver algebraicamente y a partir de

10:45ahí obtuvimos una la función generatriz

10:47que la expandimos en serie usando el

10:48termo del binomio y llegamos a a esta

10:51fórmula que hemos eh

10:54eh simplificado hoy día para llegar a a

10:57esto que es la

11:00fórmula bien conocida

11:02para el número de árboles binarios con n

11:06dos.

11:11Okay.

11:16¿Alguna pregunta sobre esto?

11:21Me alegro de de ver las cámaras de

11:24algunos de ustedes, particular la conocí

11:26en persona el otro día en el pasillo. No

11:30la reconocí en el primer momento porque

11:33hasta entonces solo había sido un

11:34rectángulo negro, pero

11:37siempre me me da mucho gusto encontrarme

11:40con mis estudiantes, sobre todo en este

11:41curso que rara vez nos vemos en persona,

11:44¿no?

11:46Bien, antes de de pasar a a lo que

11:51quiero llegar a ver en esta clase, eh,

11:54le vamos a dar otra mirada al mismo

11:55problema.

12:13Es,

12:15a ver, tenemos lo que podemos llamar la

12:17ecuación de catalán

12:28que dice que a de Z

12:31es 1

12:33+ Z * A Z²,

12:37¿no? Esa esa fue la ecuación compacta

12:40que yo les decía a la que habíamos

12:41llegado que la resolvimos

12:43algebraicamente. Una ecuación de segundo

12:45grado.

12:47Descartamos una de las dos soluciones

12:49que encontramos porque no cumplía con la

12:51condición de borde y eh nos quedamos con

12:56con la solución que sí nos servía.

12:58¿Okay?

13:01Hay un teorema que

13:04solo lo voy a enunciar, no lo no lo

13:06vamos a demostrar, que es el teorema de

13:09inversión de la granche.

13:16Si ustedes están interesados en en los

13:18detalles, les recomiendo que vayan a ver

13:20el libro de de Flly Cic Analytic

13:24Combinatorics, que en los links del

13:27curso hay un puntero a la a una versión

13:30digital.

13:33Eh,

13:35que dice lo siguiente. Si a de Z

13:39cumple una ecuación de la forma z

13:43por fi de A de Z,

13:47ya esa Z no quedó muy bien. A ver,

13:52eso igual también quedó rara.

13:58Ahí está mejor. Z por fi de A de Z.

14:03Eh, sí, es una función, pero es una

14:05función que depende solo de AD Z. No

14:07depende de Z, por ejemplo,

14:08independientemente, sino que solo de AD

14:10Z. ¿Ya? Entonces,

14:16A sub n se puede obtener de la siguiente

14:18manera. Así que a sub n, que es el

14:21coeficiente de z a la n dentro de z,

14:23como dijimos,

14:26se puede obtener como u no partido por n

14:30por el coeficiente que multiplica a u a

14:33la n - 1

14:36dentro de fi de u

14:40a la n.

14:42Esa función fi

14:46la loamos en un parámetro u, la elevamos

14:48a la n y extraemos el coeficiente que

14:51multiplica a u a la n - 1. Eso se divide

14:53por n y da exactamente el coeficiente

14:56sub n que andamos buscando.

14:59Veamos si nos sirve en este caso

15:02para

15:03profe.

15:04Sí.

15:05¿Qué significa eso de los paréntesis

15:08cuadrados que encierran a Zn y a U

15:10elevado n- 1?

15:12Gracias, gracias por la pregunta. Eh,

15:14como les decía, esto notación,

15:18esta notación significa el coeficiente

15:22que multiplica a z la n dez. Entonces,

15:25la idea es que yo expando a de Z en

15:26serie,

15:28veo el término eh veo el término de

15:32grado n dentro de la expansión que Z

15:35tiene exponente n y veo que coeficiente

15:38la está multiplicando y ese coeficiente

15:41es lo que entrega esta anotación.

15:44Okay. Entonces,

15:46sí, sintiendo, me acordé.

15:48Me permite extraer cualquier coeficiente

15:50dentro de una serie.

15:54Entonces, para aplicar este teorema,

16:03eh necesitamos

16:10que la ecuación

16:15sea de la forma

16:21a Z.

16:24igual z

16:26por

16:29algo que represente a una función

16:33que depende

16:37depende dice ahí solo de AD Z. Tenemos

16:42que ponerla así.

16:44Eh,

16:46esta ecuación que tenemos aquí

16:53no lamentablemente no corresponde

16:56exactamente a a ese formato.

17:00Eh, porque esta esto no depende solo de

17:05este aquí, esto no es de la forma z por

17:08una función que depende solo de Z. Si yo

17:11saco un factor Z para fuera, como

17:12necesito hacerlo, lo que va a quedar es

17:141/ z + a z²

17:18casi. Ah, depende de AD z, pero también

17:21depende de Z en el 1/ido por Z y por lo

17:23tanto falla. Ah, entonces lo lo que yo

17:25necesitaría sería poder sacar el Z para

17:29fuera

17:31e y

17:34y y que lo que quede eh dependa solo de

17:38Z. Okay. Eh, no depende de la variable

17:41Z. Entonces, ¿cómo lo puedo hacer?

17:44Resulta que en este caso, y eso esto lo

17:46vamos a ver más adelante, pero se los

17:49anticipo porque nos da la intuición.

17:52Esta ecuación que estamos viendo aquí

17:56tiene un gran paralelo con con lo que es

18:00la estructura de los árboles mismos.

18:02Eh, más adelante vamos a ver de que esta

18:04ecuación yo la puedo leer de la

18:05siguiente manera. Puedo decir,

18:08todo árbol binario ya consiste ya sea de

18:14puede ser una hoja,

18:17ya una hoja tiene cero nodos, ¿no es

18:22cierto? Porque eh el árbol consiste de

18:24nodos internos, que son los que yo estoy

18:25contando, y hojas que están colgando,

18:28que no las estoy contando. Entonces, un

18:31el árbol puede ser una simple hoja y en

18:35ese caso eh es un Z al acero, ¿no es

18:38cierto? Porque es un ese árbol que es

18:42una simple hoja tiene eh

18:46es un árbol, un árbol que tiene cero

18:49nodos, por eso tiene 1 por Z a la 0 y

18:53nada más. Entonces uno este uno

18:55representa esa hoja. Y la otra

18:57alternativa que es de junta, por eso

19:00suma, es que contengo un nodo raíz y ese

19:04nodo raíz es eh yo lo represento por Z

19:09porque es un nodo que tiene un es un

19:12objeto que tiene un solo nodo interno,

19:14por lo tanto es un objeto de tamaño uno,

19:18entonces 1*ado por z a la 1. Ya, el

19:21exponente es el que me va indicando el

19:22tamaño de los objetos.

19:24Entonces, un Z. Y a eso están colgando

19:27dos árboles, uno a cada lado

19:29recursivamente.

19:31Entonces, y esos son los ese es el ADZ

19:33al cuadrado que ustedes ven. Ya son los

19:36dos árboles que están colgando. Entonces

19:38esto tiene un paralelo muy cercano con

19:40lo que es la estructura del árbol. Un

19:42árbol puede ser una hoja o bien una raíz

19:44con dos árboles colgando. Más adelante

19:46vamos a ver que lo podemos leer así casi

19:48de corrido. Ah, y vamos a ver cuál es la

19:50el fundamento matemático para que eso yo

19:53lo pueda hacer. Pero esto se lo se los

19:54anticipo desde ya. Ah, entonces si

19:59yo quisiera que esta fórmula yo le

20:01pudiera sacar un factor Z fuera y no me

20:03quedara este 1 dividido por Z que me

20:06complica, lo que yo podría hacer es

20:08decir, mire, voy a contar tanto las

20:11hojas como los nodos internos. Ambos yo

20:14los voy a contar. Entonces, un nodo

20:16interno se representa por Z porque es un

20:19nodo de los que estoy contando, eh, que

20:22tiene tamaño uno. Y las hojas, si yo las

20:25cuento, en ese caso también van a ser un

20:28nodo que estoy contando de tamaño eh

20:31uno, así que también va a ser un Z a la

20:331. Y este uno va a dejar de ser un uno

20:36en mi fórmula, va a pasar un a ser un Z

20:39y de esa manera yo lo voy a poder

20:40factorizar. Entonces, esa es la

20:42intuición. Así que déjenme decirle ahora

20:45eh escribir ahora lo que lo que vamos a

20:46hacer. No, pero la intuición es de ahí y

20:49de ahí viene el que va a aparecer un Z

20:50en lugar del uno. Entonces, para

20:56obtener

20:58una ecuación de esta forma,

21:10consideremos

21:15árboles

21:21en que los nodos

21:24externos,

21:28llamamos las hojas,

21:33eh también se cuentan como nodos.

21:46Entonces para n = 1,

21:53yo ese sería mi único árbol, ¿no?

21:57Entonces esto sería eh este sería la sub

22:00nun n vale 1. En este caso para n = 2.

22:05¿Qué pasa con n = 2? No hay ningún árbol

22:08que tenga dos nodos. Si es que yo estoy

22:10contando tanto nodos internos como

22:13externos, ya e porque el siguiente árbol

22:17que viene después de este es el que

22:18tiene un nodo, una pequeña raíz y dos

22:21hojas colgando, pero ese tiene tres

22:23nodos, así es que dos nodos no hay. Ya.

22:28Eh, para n para tres nodos sí hay, que

22:32sería este,

22:38¿ya? Y este hay uno solo.

22:41Y después el siguiente tendría que tener

22:43cinco.

22:45Cuatro no hay. Ya. Y ese sería

22:49este, por ejemplo.

22:54Ya. Ese tiene cinco. Eh, y este otro.

23:06Ya. Y de estos hay dos y así

23:09sucesivamente.

23:11Y como les decía, por esta vía eh

23:16llegamos a tener una ecuación, si

23:17hacemos todo la el análisis, ya eso se

23:20los puedo dejar como ejercicio. Si si

23:23repetimos el mismo análisis, pero ahora

23:24estamos contando tanto hojas como nodos,

23:27como si fueran eh lo mismo, ¿ya? Eh, yo

23:31llego a una ecuación que dice que a de z

23:37+ z a z²

23:43y por lo tanto, o sea, eso sería z * 1 +

23:49de z²

23:53y por lo tanto

23:56a de z yo lo puedo escribir como

23:59z por de a de z

24:07igual a 1 + u².

24:10Esa sería mi función phi 1 + u².

24:15Ya. Y ahora yo puedo aplicar el teorema

24:18de inversión de la grancha.

24:28eh

24:30que dice que a su n

24:33va a ser igual a 1 parido por n por u a

24:37la n - 1

24:41eh

24:43de

24:45f a la n, ¿cierto?

24:49Y esto sería

24:511/ido por n por el coeficiente que

24:54multiplica a u a la n - 1

24:57dentro de 1 + u²

25:02a la n. Ah, porque de u es 1 + u².

25:07Y esto yo lo puedo expandir por el termo

25:08del binomio. Entonces, esto sería el

25:10coeficiente que multiplica a u a la n -

25:131

25:15dentro de la sumatoria para k mayor o

25:18igual que 0 de n sobre k

25:28de n sobre k por u a la 2k.

25:33Ya, el teorema del binomio

25:36decía que eh 1 + x a la nandía como

25:40sumatoria de n sobre k por x a la k,

25:42pero en este caso x es uado, por eso es

25:45u a la 2K.

25:47Y y ahora eh

25:56ahora eh

25:59necesito

26:05que K

26:10eh perdón que 2k

26:14sea igual a n - uno,

26:18¿cierto? Porque yo quiero ver dentro de

26:21esta serie que tengo aquí

26:25qué coeficiente está multiplicando a u a

26:29la n - 1. Entonces, tengo que ver cuando

26:322k vale n - 1, tengo que ver cuál es el

26:34coeficiente que lo multiplica. ¿Okay?

26:38Eh, y esto y esto cuándo se cumple esto

26:43si solo

26:45eh nón

26:49si k

26:52es

26:55n - 1 medio, ¿no es cierto? Claro, cosa

26:58despejarlo,

27:00pero esto implica que n debe ser

27:06impar. ¿cierto?

27:15Porque el n - 1 tiene que ser par, K

27:17tiene que ser entero, ¿ya?

27:20Eh,

27:22entonces eh

27:26c porque recorre solo los entero eh si

27:29vale n -1 medios, entonces n-1 tiene que

27:32ser par, por lo tanto n debe ser impar,

27:38¿ya?

27:39Y en ese caso

27:45a su n va a ser igual a 1/ido por n.

27:50De acuerdo a lo que dice el teorema de

27:52inversión de la gran, me dice que eh

27:58va a ser 1 par por n por el coeficiente

28:00que multiplica a n - 1

28:03dentro de esa expansión. Y ese

28:05coeficiente que

28:08eh multiplica a n - 1 es n sobre k para

28:14k = n - 1/2. Ah, entonces va a ser

28:19n sobre

28:22n - 1/.

28:26Esa es la solución.

28:28Para n

28:31impar

28:34y

28:37para n par.

28:40Esa sería la solución.

28:42Ya.

28:44Eh,

28:46ahora eso se parece un poco a la fórmula

28:48que encontramos antes, pero no es lo

28:50mismo, ¿no es cierto? ¿Y por qué? Porque

28:51aquí yo estoy contando todos los nodos.

28:54Entonces, eh tratemos de recuperar la

28:56fórmula anterior. Ah, en esta fórmula,

29:06n

29:08es el número total

29:11de nodos,

29:15contando

29:18los nodos internos y las hojas. Okay.

29:27A lo mejor yo no debería usar la letra N

29:29ahí porque así que ya es demasiado

29:31tarde. Eh, entonces pongámosle otro

29:34nombre. Si llamamos

29:39I al número de nodos internos, que era

29:44lo que antes llamábamos n,

29:46pongámosle i por interno, ¿ya? Que son

29:49estos.

29:52Sabemos que

29:55que el número de hojas

30:01siempre

30:03siempre

30:05es igual

30:08a I + 1.

30:11Todo árbol con ínodos internos tiene I+

30:14hojas. Ustedes

30:16tienen que haber pasado por 63001 en

30:18donde demostramos eso una y otra vez de

30:20distintas maneras. Eh eh siempre hay una

30:24hoja más que el número de nodos

30:25internos. Eh por lo tanto,

30:30el nmula

30:33es el número de nodos internos, que es i

30:38más el número de hojas que es i + 1. Por

30:40lo tanto, es 2i + 1.

30:44¿Okay?

30:46Eh,

30:52y y eso implica que el número

30:56de árboles binarios

31:04con i nodos internos.

31:17es

31:19eh

31:211

31:23parido por n, ¿no es cierto? En la

31:25fórmula de arriba. Bueno, n es 2 + 1,

31:27así que va a ser 1/ido por 2i + 1

31:31por n, que es 2i + 1,

31:36sobre e n - 1/2,

31:42pero n es 2i + 1, por lo tanto al

31:44restarle 1 queda 2i y al dividir por 2

31:46queda i sobre i.

31:49Eso ya se parece más a la fórmula de de

31:52catalán, ¿ya? Pero no es exactamente,

31:56pero no falta mucho para llegar ahí. Ah,

32:00eh, esta fórmula la podemos a ver si

32:04expandamos el coeficiente

32:08binomial. Bueno, a ver, pongamos aquí,

32:10pongamos el 2i + 1 aquí abajo,

32:15¿ya? Y el coeficiente binomial de arriba

32:18lo expandimos, sería 2i + 1,

32:222i

32:242i - 1, ¿no es cierto? Así.

32:28Hasta llegar

32:29a 2i + 1 - i que a i + 1 + 1, o sea, i +

32:342.

32:36Hasta ahí llega.

32:39Y abajo yo tengo el i factorial, o sea,

32:411 * 2 hasta por i. Okay.

32:45Y aquí eh

32:49voy a

32:54Bueno, primero cancelo eso. Ya. Listo. Y

32:57acá voy a agregar un i + 1

33:04y acá también un i + 1.

33:10Okay.

33:14Esto que el lo que queda arriba, 2i 2i -

33:181 hasta i+ 1

33:21eh es e

33:24es 2i eh

33:28a la i descendente y abajo tengo un i

33:30factorial, o sea, todo esto de aquí

33:34es un 2i sobre i

33:39lo que sobra abajo, lo que no quedó

33:41incluido es un I+ 1. Así es que

33:45así es que

33:49queda eh

33:531/o por i + 1

33:58eh 2 y sobre i

34:06que es

34:08catalán,

34:10¿no es cierto?

34:13con i en lugar de n. Ah, pero bueno, por

34:17este tema de la anotación, eh, ese es el

34:21es exactamente la fórmula que estabas

34:22buscando, ¿no es cierto? Donde ahí es el

34:24número de nodos internos, lo que antes

34:25llamábamos en en en el otro análisis.

34:27Así que por esta vía llegamos al mismo

34:29resultado, por supuesto, como debía ser,

34:32pero en un camino que que puede ser un

34:35poquito más directo porque no hicimos no

34:37tuvimos que expandir en serie la raíz

34:39cuadrada y eso.

34:42y que nos sirve como un poco

34:44precalentamiento porque más adelante

34:45vamos a ver

34:47un más adelante vamos a analizar el

34:49número de de árboles rotulados generales

34:52que también se resuelve por la misma por

34:55el mismo método este de usar el teorema

34:57de inversión de la granche. ¿Ya?

35:00Bien, y ahora y ahora sí vamos a llegar

35:03a la lo que yo quería realmente ver en

35:04esta clase. Esto era continuación del

35:06anterior, que son los llamados métodos

35:09de enumeración simbólica, que es algo

35:13métodos de enumeración simbólica,

35:22que es algo que fue desarrollado en su

35:23momento esencialmente por la por la

35:26escuela francesa,

35:30eh,

35:32principalmente por Philip Flayo Olé, si

35:35ustedes circulan por el pasillo del

35:37tercer piso de la la poniente del DC,

35:39hay una sala que se llama sala Flayolé,

35:42que es en honor a a Philip.

35:45Eh, Philip, lamentablemente falleció

35:47hace ya algunos años y nos dejó un un un

35:54una cantidad impresionante de trabajo eh

35:57que ustedes pueden eh apreciarle un poco

36:01si leen el libro, como les dije, de

36:04Analytic Combinatorics, que es es Fly

36:08Swick, pero realmente el grueso de esa

36:11obra es es de Philip Flolé.

36:14Entonces, les quiero contar cuál fue

36:16esta idea que en su momento fue bastante

36:20bastante revolucionaria dentro del área.

36:22Ah, porque lo que yo les he mostrado

36:24hasta ahora de escribir ecuaciones de

36:27recurrencia y luego resolverlas eh menú

36:29usando funciones generatrices, es lo que

36:32viene de esencialmente de KUS, que y de

36:37sus libros de The Art of Computer

36:38Programming.

36:40Donal Cuz eh comenzó a analizar

36:43algoritmos de esa manera eh a mediados

36:46de

36:47de los 60 por ahí o principio de los 60,

36:52siglo pasado, por supuesto. Y

36:55pero eh posteriormente apareció esto y

36:59muchos de los problemas que habían sido

37:00antes resueltos de manera muy laboriosa

37:03eh empezado a resolverse muy muy

37:05directamente gracias a estas ideas.

37:07Entonces, les voy a contar de qué se

37:08trata. Eh, por supuesto el mismo con

37:13mucho entusiasmo hace uso de estos

37:15métodos también. Ahora, eh,

37:19¿cómo funciona esto? Eh, pensemos el

37:21problema de numerar árboles binarios.

37:24Eh, lo que sucede es [risas] que existe

37:26un universo ahí de de árboles binarios

37:29posibles, ¿no es cierto? Entonces, por

37:30ejemplo, tenemos ese, tenemos ese,

37:34tenemos

37:37ese por ejemplo, etcétera, infinitos,

37:39por supuesto. Ya,

37:42pongámosle un nombre. a cursiva. Ah, eso

37:44trata de hacer una cursiva. Eh, la idea

37:47es que ese es el ese es el conjunto de

37:50todos los árboles binarios posibles.

37:51Incluye también el árbol el árbol eh

37:55vacío. Es que tiene cero nodo. Cuesta un

37:57poco verlo ahí, pero está ah eh si

37:59ustedes quieren verlo ahí vale más la

38:01pena dibujarlo, dibujar explícitamente

38:03la hoja, ¿no es cierto? Ya. Entonces,

38:06¿qué es lo que hacemos nosotros a partir

38:08de aquí? dijimos, yo quiero saber dentro

38:12de ese conjunto cuántos árboles hay que

38:15tengan tamaño n, que tengan exactamente

38:17n nod no nodos. Y para eso escribimos

38:20una ecuación ah eh sumatoria, qué sé yo,

38:25que tiene una convolución y a eso le

38:28aplicamos la función generatriz en Z.

38:32Y eso nos llevó a una ecuación de la

38:35forma a Z igual algo, ¿ya?

38:39que pudimos resolver y encontrar la

38:41solución del problema.

38:45Eso es el enfoque, digamos, clásico.

38:49La la novedad a partir de lo que les

38:52contaba trabajo principalmente de Flolé

38:55es que él nos da una manera de partir

38:58del conjunto a cursiva

39:01y llegar directamente

39:07por inspección a escribir la la ecuación

39:11respectiva sin pasar por la ecuación de

39:14recurrencia.

39:16Ya,

39:18esto de alguna manera

39:21eh tiene un análogo eh en la forma como

39:26los eléctricos usan la transformada de

39:29la PL para analizar circuito. ¿Hay algún

39:32eléctrico entre los aquí presentes?

39:35No. E,

39:38¿qué es lo que se hace para analizar un

39:39circuito?

39:41Con las leyes de Kirchof se escribe un

39:43conjunto de ecuaciones diferenciales,

39:46ya en que bueno, por supuesto, las

39:49resistencias dan ecuaciones en que hay

39:51un factor constante no más, ¿ya? Eh,

39:54pero las

39:57inductancias y los condensadores aportan

40:01derivadas y aportan integrales al

40:03escribir esta ecuación. Ah, si hay

40:05integrales, uno deriva y obtiene una

40:07ecuación puramente diferencial.

40:09Eh, y esa ecuación hay que hay que

40:11resolverla y para eso uno mete eh

40:15transformar a la plaz y la transformar

40:18de la plaz lo que hace es que las

40:20derivadas me las transforma en

40:23expresiones algebraicas, o sea, no son

40:25diferenciales, son algebraicas.

40:26Entonces, yo a partir de este conjunto

40:29de ecuaciones diferenciales obtengo un

40:31conjunto de ecuaciones algebraicas que

40:33son mucho más fáciles de de resolver. Ya

40:35la resuelvo. Ahí la variable que usan

40:37normalmente es la variable S. Entonces

40:39dicen que pasan del dominio del tiempo T

40:41al dominio de las S, que es el dominio

40:43de la transformada, la resuelven y luego

40:45saben cómo invertir y obtener de vuelta

40:47las ecuaciones en el dominio del tiempo.

40:49Eh, pero después de hacer esto unas

40:51cuantas veces, uno ya se acostumbra y

40:53por inspección sabe cuál es la ecuación

40:56algebraica que tiene que resultar y

40:58entonces ya no escribe más las

40:59ecuaciones diferenciales. Observa el

41:02circuito y escribe ecuaciones

41:05ecuaciones diferenciales, ¿ya? Perdón.

41:08ecuaciones algebraicas en ese y se salta

41:11el paso intermedio. Algo parecido pasa

41:13aquí. Vamos a observar la estructura de

41:17los objetos que están en la clase A y a

41:19partir de esa estructura vamos a saber

41:20qué ecuación escribir ahí al lado

41:23derecho. ¿Ya? Entonces, esa esa es la

41:26idea, eh es la intuición y es, como

41:29digo, una idea super potente.

41:32Y y acompáñenme ahora a a a unas cuantas

41:36definiciones que espero que no sea muy

41:38latoso, pero son necesarias. Ya vamos a

41:41definir

41:43lo que es una clase combinatoria.

41:47Esa cursiva es una clase combinatoria.

41:57Ya es un conjunto finito o enumerable.

42:03Puede

42:06ser finito, por supuesto, pero también

42:08puede ser infinito. En este caso tiene

42:10que ser el numerable

42:14[suspiro][grito ahogado]

42:16sobre el cual

42:22se puede definir

42:26una función

42:33tamaño

42:37en inglés size.

42:42Y esa la escribimos como el tamaño de

42:44alfa, así como valor absoluto, ¿ya? Y

42:47eso se define para todo alfa en la clase

42:50combinatoria A.

42:52Eh, y esa función tamaño tiene que tener

42:55las siguientes propiedades.

42:58Tal que

43:00uno el tamaño de alfa es mayor o igual

43:04que er0 para todos los objetos en la

43:06clase.

43:07No hay objeto de tamaño negativo.

43:11y dos,

43:12eh, si para todo n mayor o igual que 0

43:19definimos

43:23a cursiva sub n,

43:25ya lo definimos como el conjunto de los

43:28objetos de la clase combinatoria

43:32tal que el tamaño del objeto es igual a

43:34n, ¿ya? Entonces separamos los objetos

43:37por tamaño.

43:40Entonces

43:44a su n es finito.

43:50¿Okay?

43:51Eh,

43:55el esto quiere decir entonces que la

43:58clase combinatoria puede ser infinita,

44:01pero el número de objetos dentro de esa

44:02clase que tienen un cierto tamaño tiene

44:04que ser finito.

44:06Si tomamos a los árboles binarios como

44:08ejemplo en la clase combinatoria a de

44:11los árboles binarios hay infinitos

44:13árboles binarios, pero si yo restrinjo a

44:16que son árboles que tienen que tener

44:17tamaño cinco, por ejemplo, ya, eh donde

44:22el tamaño es el número de nodos

44:23internos, eh ese

44:27objet

44:28eh eh objetos de ese tamaño hay solo una

44:31cantidad finita, ¿ya? Y en caso de los

44:34árboles ciertamente se cumplan.

44:37Y como notación

44:47vamos a llamar a sub n

44:50al cardinal

44:52de

44:54a cursiva subn, o sea, a sub n es el

44:57cardinal del conjunto de objetos de

44:59tamaño n. En otras palabras, ¿cuántos

45:02objetos hay de tamaño n?

45:04Eso coincide con el uso que nosotros le

45:05hemos dado, ¿no es cierto? Nosotros

45:06llamamos a su n al número de árboles de

45:09tamaño n. Exactamente. El cardinal del

45:12conjunto a su N, donde azu n son los

45:14árboles restringidos de aquellos que

45:15tienen tamaño N.

45:18Okay. Y ahora ya vamos

45:24la secuencia de enumeración.

45:35de la clase

45:39a es la sucesión

45:44a su n para todo n mayor o igual que no

45:51y ahí estamos enganchando con lo que

45:52habíamos visto antes. Entonces,

45:56ya, ¿qué relación tiene esto con las

45:57funciones generatrices?

46:16Bueno, si yo tengo que su n es el

46:19cardinal

46:21de a cursiva su n,

46:26¿ya? O sea, el cardinal

46:30del conjunto de todos los alfa en A,

46:34tal que el tamaño de alfa n.

46:41Yo puedo definir

46:48a de Z

46:50como la generatriz en Z de a su n. ¿Ya?

46:54Y si necesito

46:56enumerar otras clases BC, etcétera,

47:00puedo decir BZ es la generatriz en Z de

47:03B sub N, C de Z la generatriz en Z de C

47:08sub N y las que necesite. ¿Okay?

47:12Entonces, eh estas funciones

47:14generatrices van a enumerar

47:17a los objetos, a la cantidad de objetos

47:19que hay de cada tamaño dentro de una

47:22clase combinatoria.

47:24Eh,

47:26entonces

47:34si,

47:38perdón,

47:41entonces tengo propiedades como la

47:42siguiente. Si la clase A

47:46es la unión

47:49disjunta de las clases B y C, ¿ya?

47:53Eh, este símbolo de suma

47:58aplicado a clases combinatoriales,

48:02eh vamos a usar el símbolo de suma para

48:04indicar una unión disjunta.

48:10Ya. Eh, ¿por qué son importantes las

48:13uniones disjuntas? porque me permiten

48:20concluir que me permiten contar los

48:22objetos simplemente sumando los que hay

48:24en B con los que hay en C. Como es

48:26disjunta, no hay intersección. Entonces,

48:29yo sé que si los cuento por separado y

48:31luego sumo, estoy contando exactamente

48:33los objetos que hay. Si hubiera

48:34intersección, tendría que sumar ambos y

48:36después restar la intersección, el

48:38cardinal de la intersección, pero como

48:40es unión disjunta, no tengo ese

48:41problema.

48:43Eh, y esto implica que a de z

48:51+ c.

48:53O sea, si yo tengo eh una clase que es

48:56la unión de dos clases, su función

48:57generatriz es la suma de las funciones

48:59generatrices. Es decir, yo tengo eh una

49:03clase que es el producto cartesiano de

49:07dos clases, ¿ya?

49:10Entonces, su función generatriz

49:13es el producto de las respectivas

49:15funciones generatrices.

49:19Y vamos a ver por qué esto es cierto.

49:23Vamos a hacer aquí, vamos a hacer un

49:25pequeño paréntesis

49:30hasta aquí. Adelante, eh,

49:34porque tengo la tengo las siguientes

49:36propiedades.

49:42Eh, yo sé el cardinal de BA C.

49:50Eh, si hago la unión disjunta, el

49:53cardinal de la unión disjunta es la suma

49:54de los cardinales, ¿no es cierto?

50:04Y

50:06y el cardinal de B cruce.

50:11Eh, si yo tengo una clase B y una clase

50:15C y yo formo B cruc, lo que estoy

50:18formando es objetos compuestos que

50:21consisten de un objeto tomado de B con

50:24un objeto tamaño de C eh, a continuación

50:27despegado como en un par ordenado, ¿no

50:29es cierto?

50:30y

50:32la enumeración me dice que bueno, por

50:36cada objeto de la clase B, yo lo puedo

50:39hacer un par ordenado con cada objeto de

50:41la clase C. Por lo tanto, el número

50:43total de objetos resultante es el

50:44producto.

50:45Entonces el producto aquí tengo

50:55ya eh

51:01y si definimos

51:08una clase

51:10neutra,

51:14llamémosla

51:17una e cursiva,

51:19que es la clase

51:25que contiene

51:29un

51:30único

51:32objeto

51:35de tamaño cero.

51:40¿Ya?

51:41Entonces,

51:45si yo tengo un objeto de tamaño cero,

51:48esta clase excursiva,

51:51yo lo puedo, ese objeto de tamaño cero,

51:53yo lo puedo llamarsilon

51:57y también

51:59eventualmente lo puedo designar por el

52:01número uno. Ah, ambas cosas tiene

52:04sentido.

52:05Esto eh

52:07esto eh

52:11de alguna manera eh tiene que ver

52:14también con la teoría de lenguajes

52:16formales. Eh eh yo puedo ver estos

52:19objetos como strings.

52:21Entonces un objeto del tamaño cero es un

52:24string de largo cero que en teoría de

52:27lenguajes formales se suele designar

52:29porsilon.

52:30Y tiene característica que si yo tengo

52:32un objeto, un string, y le concateno a

52:34la derecha eh queda el mismo objeto

52:38inicial, ¿cierto? Y si lo concateno a la

52:41izquierda con épsilon, también pasa lo

52:43mismo. ¿Ya? Entonces el es un neutro, es

52:47un elemento neutro para la operación de

52:49concatenación. Hm. Y esa operación de

52:53concatenación le la escribimos con una

52:56anotación multiplicativa, ¿ya? Eh, y el

53:01neutro multiplicativo típicamente se

53:03designa por el número uno. Entonces, por

53:06eso también a veces objeto se designa

53:08por uno, sentido que al multiplicarse

53:10por él, en sentido de concatenarse,

53:13el eh eso no cambia el objeto inicial,

53:16ya es un elemento neutro para esta

53:18operación. Entonces, eh

53:23eh entonces está la propiedad que si yo

53:25tengo una clase A y le hago producto

53:29cruz con esta clase neutra, el resultado

53:32es isomorfo con que si yo

53:40eh tomara la clase neutra y le hiciera

53:44cruz con a y todo eso es isomorfo

53:49al a mismo. Ah, o sea, hacer producto

53:52cruz con con la clase neutra e no cambia

53:56al objeto y a partir

54:03de eh de la definición de producto de

54:06clases

54:11producto cartesiano, ¿no es cierto?

54:19[suspiro]

54:21Podemos definir potencias.

54:32Yo puedo decir que una clase que la

54:35potencia de una clase B a la N

54:39va a ser la clase neutra. Si n es ig a 0

54:45y va a ser b a la n - 1 cruz b.

54:50Eso no parece una b aquí

54:56100 es mayor que 0.

54:59Ya. Y si eso yo lo expando, esto va a

55:02ser B cruz B cru b

55:10n veces. ¿cierto? Eso eso es una clase b

55:14elevado a la n

55:17= 0 es la clase neutra.

55:20Y a partir de aquí

55:29podemos definir

55:36una secuencia.

55:43B estrella

55:47que es

55:50la clase neutra

55:52más b o b a la 1 más b cuadrado más p

55:59cubo y así a infinito.

56:03Esa es la clase de cero o más

56:06repeticiones de objetos de la clase B.

56:09Ya. Ahora, hay que tener cuidado al

56:11definir B estrella porque

56:15eh

56:17estas uniones que están eh representadas

56:19por estos signos más tienen que ser

56:20disjuntas,

56:22¿ya? Eh, y por lo tanto eh no puede el

56:27objeto B, la clase B, digo, no puede

56:30contener el objeto eh de tamaño cero, no

56:35puede contener épsilon, ¿ya? Porque si

56:37contuviera éilon, estaría éilon repetido

56:40en todos en todos los términos, ya no

56:42sería un disjunta.

56:44Entonces,

56:46eh

56:47hay una condición aquí suponiendo

56:55queilon

56:59no pertenece a la clase B,

57:03¿ya? Y aquí tenemos el cierre

57:05paréntesis.

57:14Entonces, con eso tengo una tercera

57:16propiedad que dice que si la clase A es

57:19igual a B estrella,

57:22entonces

57:26A de Z

57:28es 1

57:32partido por 1 men dez.

57:39suponiendo

57:45queilon

57:48no pertenece a B.

57:50Ya, ninguna de estas cosas obvia, eh,

57:53las vamos a demostrar las propiedades 1,

57:56dos y tres.

58:00E,

58:02okay. Entonces, veamos cómo serían estas

58:05demostraciones.

58:12No son no son para nada complicadas,

58:18¿eh?

58:21para propiedad uno,

58:26si a la clase A es la unión disjunta de

58:29B y C,

58:34entonces

58:36como es una unión disjunta, el número de

58:38objetos de tamaño N en la clase A

58:42consiste de todos aquellos objetos de

58:44tamaño N en la clase B más todos

58:46aquellos objetos de tamaño N en la clase

58:48CC, ¿cierto? O sea, si hay un objeto de

58:52tamaño Na, tiene que ver tiene que

58:54provenir de B o de C y no puede provenir

58:58de ambas porque porque son disjuntas,

59:00¿ya? Eh, y eso de inmediato implica que

59:04A de Z

59:07es B de Z

59:10+ CZ. Así que esa es superfácil, ¿no es

59:13cierto? Ah, pero de inmediato vayan

59:17viendo ustedes lo que esto implica. Lo

59:20que esto implica es que si yo tengo eh

59:23una clase que es formada por la unión

59:25disjunta de dos clases, entonces en el

59:28dominio de las funciones generatrices,

59:30la función generatriz A que numera la

59:33clase A cursiva

59:35es igual a la suma de las funciones

59:36generatrices de P y C, de las clases B y

59:41C. O sea, una suma en el dominio de las

59:44clases combinatorias se traduce en una

59:47suma en el dominio de las funciones

59:48generatrices. Ya. Entonces, por

59:52inspección de de la estructura de de la

59:55clase A, yo puedo ir empezar a escribir

59:57las ecuaciones respectivas en el dominio

59:59de la función generatrices.

1:00:02Eh, la segunda propiedad

1:00:05dice

1:00:07que el

1:00:10si la clase A es el producto cartesiano,

1:00:13aquí está, si la clase A es el producto

1:00:16cartesiano de B con C, entonces eh las

1:00:20funciones geratrices respectivas se

1:00:22multiplican.

1:00:23O sea, un producto cartesiano en el

1:00:26dominio de las clases combinatorias se

1:00:30traduce en un producto eh en el dominio

1:00:33de las funciones generatrices.

1:00:40Supong considéramos un cierto alfa en en

1:00:43A. Ya, como

1:00:47A es la el producto cartesiano de B con

1:00:52C, entonces A tiene que tener esta

1:00:55forma. Alfa, perdón, tiene que tener

1:00:56esta forma. Alfa tiene que ser par

1:00:58ordenado.

1:00:59Beta, gama, digamos, con beta en B.

1:01:06y gama en C.

1:01:09Okay.

1:01:11Entonces,

1:01:13mi AD Z

1:01:15por definición es la sumatoria de a su n

1:01:18por z a la n para n mayor o igual que 0,

1:01:21¿ya? Donde A sub n es el número de

1:01:25objetos

1:01:27de tamaño n que hay en la clase a

1:01:29cursiva, ¿cierto?

1:01:31Pero como cada objeto que está en la

1:01:34clase a cursiva es la concatenación de

1:01:38un objeto tomado de B y otro objeto

1:01:40tomado de C, el número de objetos de

1:01:44tamaño N yo lo puedo

1:01:50escribir.

1:01:54Este a sub n eh

1:01:58tiene que ser cada objeto

1:02:01de la clase,

1:02:03cada objeto que está enumerado dentro de

1:02:05ese número a su nene que ser la

1:02:08concatenación de un objeto de tamaño,

1:02:14digamos, I dentro de B y un objeto de

1:02:19tamaño J dentro de C, tal que y + J sea

1:02:23N.

1:02:24Porque la suma porque el tamaño final

1:02:26tiene que ser n. Ah, pero los tamaños se

1:02:28suman. Si yo concateno un objeto de

1:02:30tamaño i con uno de tamaño j, el objeto

1:02:33resultante tiene tamaño i + j, pero ese

1:02:35i + j tiene que ser igual a n. Y eso lo

1:02:38tengo que hacer de todas las maneras

1:02:39posibles. Entonces, va a ser la

1:02:40sumatoria

1:02:42de sobre todo i y j mayor o igual que 0

1:02:46de tal que i + j es ig a n.

1:02:50Ya.

1:02:54¿De qué? De B sub i

1:02:59por c sub J.

1:03:02Porque por cada objeto de tamaño I, si

1:03:06yo tengo una cierta cantidad de objetos

1:03:07de tamaño I y una cierta cantidad de

1:03:11dentro de B y una cierta cantidad de

1:03:13objetos de tamaño J dentro de C por cada

1:03:18uno de de la clase B, yo puedo combinar

1:03:21con cada otro de la clase C. Entonces,

1:03:23estoy con todas las combinaciones

1:03:24posibles. Por lo tanto, el resultado es

1:03:26del producto PI por C sub J. Ya, siempre

1:03:30que más j sea igual a n. Así que tengo

1:03:32eso. Y ahora esto yo lo puedo escribir

1:03:37como la sumatoria para n mayor o igual

1:03:40que 0 de una

1:03:44sumatoria

1:03:46sobre todo i j mayor o igual que 0 tal

1:03:49que i + j = n

1:03:53de b sub i

1:03:55y el z a la n como n es ig a i + j puedo

1:03:58escribir p su i por z a la i por c sub

1:04:02j* z a la

1:04:04Ya.

1:04:06Y ahora esto

1:04:09lo vamos lo lo hemos hecho antes, pero

1:04:11lo voy a repetir aquí para que

1:04:14asegurarme que que quede bien entendido

1:04:17y pues lo vamos a seguir haciendo

1:04:18después y y después ya va a ser como

1:04:21automático.

1:04:23La cosa es la siguiente. ¿Qué pasa con

1:04:26esta sumatoria?

1:04:30¿Qué significa esto? Ya. Eh, esto es una

1:04:34triple sumatoria en realidad,

1:04:37eh, porque es sumatoria sobre N, sobre i

1:04:39y sobre J. Ya. Bueno, pero en realidad

1:04:44eh mire, mire lo que significa.

1:04:46Supongamos que yo tengo aquí

1:04:49I y aquí tengo J. Ya. Y aquí tengo

1:04:52entonces

1:04:590 1 2 3 0 1 2 3 etcétera.

1:05:06¿Ya? Entonces para n = 0, ¿cuáles son

1:05:10los i j mayor o igual que suman cer? Hay

1:05:13uno solo que es este.

1:05:16Ya. Después para n = 1, ¿cuáles son los

1:05:20i y j mayor o igual que 0 que suman 1?

1:05:24Bueno, hay dos. Es el i = 0 j = 1, que

1:05:28es ese,

1:05:30y el i = 1 j = 0, que es ese. Entonces,

1:05:34juntemos estos dos. Esos dos van. Esos

1:05:37este corresponde a n = 0. Este otro

1:05:40corresponde a n = 1. ¿Qué pasa n = 2?

1:05:44Bueno, yo tengo el 02,

1:05:47tengo el 1 y tengo el 2. Eso corresponde

1:05:52a n = 2. Ya. Y

1:05:55la demostración de la convolución, ¿o

1:05:56no?

1:05:58Eh, exacto. Es una convolución

1:05:59finalmente. Sí.

1:06:02Entonces vamos y si vamos avanzando en

1:06:05ese en esa dirección, en el fondo vamos

1:06:07a terminar cubriendo todo el cuadrante.

1:06:10Ya vamos lo vamos cubriendo diagonal por

1:06:12diagonal,

1:06:14pero vamos a cubrir todo el cuadrante

1:06:16anyway. Ah, da lo mismo en qué orden lo

1:06:18hagamos. Aquí lo estamos haciendo

1:06:19diagonal por diagonal, pero podríamos

1:06:21ido en cualquier otro orden y mientras

1:06:23terminemos cubriendo todo el cuadrante

1:06:25está bien. Por lo tanto, eh esta triple

1:06:29sumatoria la podemos simplificar y decir

1:06:32que es simplemente la sumatoria sobre

1:06:35todo y j mayor o igual que 0

1:06:39debe sub i * z a la i c sub j * z a la

1:06:43j. ¿Ya? Y esto, esta doble sumatoria es

1:06:48doble a pesar de que no se ve como doble

1:06:50porque tiene dos subíndices

1:06:51independientes, ¿no es cierto? Es

1:06:53separable en dos sumatorias. Una es la

1:06:56sumatoria sobre todo y mayor o igual que

1:06:580 de s no es b a la i. Y hay un error de

1:07:02notación

1:07:05es B sub i ahí igual que el C sub*

1:07:10z a la I multiplicado por sumatoria

1:07:15sobre todo j mayor o igual que 0 de C

1:07:18sub J* Z a la J.

1:07:21Pero esto es B de Z, el cual se

1:07:24multiplica por esto otro de acá que es

1:07:26CD Z.

1:07:28Y eso es exactamente lo que queríamos

1:07:30demostrar, ¿no es cierto? Que A de Z, ya

1:07:34eso implica que A de Z es bz

1:07:38por C de Z QD. Ya, eso era lo que

1:07:42queríamos demostrar.

1:07:46[carraspeo]

1:07:47Y

1:07:51en tercer lugar,

1:07:54la propiedad de astro.

1:07:57Si A es B estrella, entonces A de Z es

1:08:001/Z.

1:08:06Entonces, lo que hasta ahora

1:08:07recapitulando, lo que hemos visto es que

1:08:10las uniones disjuntas, o sea, las sumas

1:08:13de clases combinatorias se traducen en

1:08:15sumas de funciones generatriz, que los

1:08:17productos cartesianos de funciones de de

1:08:20clases combinatorias se traducen por

1:08:22productos de funciones generatrices. Y

1:08:24aquí vamos a ver que la estrella,

1:08:27el asterisco aplicado una clase

1:08:29combinatoria, o sea, la clase que tiene

1:08:31consta de cero o más repeticiones de

1:08:33objetos de de esa clase eh se traduce

1:08:38por 1/z,

1:08:40donde bz es la función generatriz de la

1:08:42clase original. ¿no? Eh,

1:08:46la clase A dijimos que era

1:08:53la clase neutra

1:08:56más p

1:08:59más b²ad, etcétera. Ya. De hecho, este

1:09:03lo puedo escribir como B a la cer

1:09:10entre paréntesis.

1:09:16¿Cuál es la se parece? ¿Cuál es la cuál

1:09:19es la

1:09:21Vamos, vamos directo ya? ¿Qué es A de Z?

1:09:28Como a de Z, recuerden que queilon

1:09:34no pertenece a B, ¿ya? Entonces, esto es

1:09:37una unión disjunta, por lo tanto se

1:09:40traduce por una suma.

1:09:42una suma de qué, con qué y con qué. El

1:09:44primer sumando es la función generatriz

1:09:47de la clase neutra. ¿Cuál es la función

1:09:49generatriz de la clase neutra? Esa

1:09:52cáncer neutra contiene un solo objeto de

1:09:54tamaño cero. Por lo tanto, el número, yo

1:09:58tengo que hacer la sumatoria del número

1:09:59de objetos de cada tamaño multiplicado

1:10:01por z elevado al tamaño. Eh, pero de los

1:10:05tamaños posibles hay solo uno que

1:10:07existe, que es el tamaño uno, perdón,

1:10:09tamaño cero. Y hay un objeto de ese de

1:10:12ese tamaño, o sea, va ser 1 por Z a la

1:10:150. Z0 es 1, o sea, va a ser uno. Ya. La

1:10:20la

1:10:22función generatriz de la clase neutra es

1:10:24uno. Y si y si ese lo escribimos más

1:10:28bien como uno, que es la otra anotación

1:10:31que también se usa, con mayor razón es

1:10:34más

1:10:36evidente o más fácil recordar por último

1:10:39de que la clase uno tiene con función

1:10:42generatriz el uno.

1:10:45y B tiene como función gen de Z y B² que

1:10:50es Bru B por lo que acabamos de mostrar

1:10:53antes tiene B cuad

1:10:57y así sucesivamente

1:10:59y esa sumatoria

1:11:02está 1/o por 1 men bz

1:11:06que es lo que estábamos tratando de

1:11:08mostrar ya así es que con esto tenemos

1:11:13un pequeño

1:11:16repertorio de eh

1:11:20reglas de composición en el fondo que me

1:11:24dicen que si si mi objeto eh pertenece a

1:11:29la clase a una clase que está construida

1:11:32como suma de clases unión disjunta, eso

1:11:35va a generar suma en la función

1:11:37generatriz. Si si están concatenados,

1:11:40¿no es cierto? a través de producto

1:11:41cartesiano, entonces va a dar producto y

1:11:45si hay repetición de cero o más, eso va

1:11:48a dar uno parido por 1 menos, ¿ya? Y

1:11:51esas son el tipo de reglas que a mí me

1:11:53van a permitir por inspección observar

1:11:56la estructura de la clase original y a

1:11:58partir de ahí escribir directamente las

1:12:00funciones generatrices respectivas. Ya

1:12:04nos quedan unos minutos, así es que

1:12:05alcanzamos a ver un enfoque alternativo.

1:12:21Ya. E bueno,

1:12:25hemos definido

1:12:30e a dez

1:12:33como la sumatoria de a sub n por n para

1:12:36n may que

1:12:38sí.

1:12:39Eh, cuando uno tiene eso de que bueno,

1:12:43una geométrica le da 1 sobre 1 - bdz,

1:12:45eso no es cuando bd es menor que 1.

1:12:48Eh, esto es puramente formal. Ah, de

1:12:51hecho no tiene sentido decir que BDZ sea

1:12:53menor que uno porque BDZ es una es una

1:12:56serie formal. Ah, no es un número

1:12:59complejo o para decir que está dentro

1:13:01del radioconvergencia. Esto es una son

1:13:03identidades puramente formales,

1:13:06muy excepcionalmente de vez en cuando

1:13:08vamos a a darles una interpretación en

1:13:12los complejos, pero normalmente no es

1:13:14necesario. Nos basta quedarnos como una

1:13:17con esto como una manipulación de

1:13:18símbolos formales.

1:13:21Antes hemos visto que que el uno parido

1:13:24por 1 menos es la la única posible

1:13:29solución que cumple con la con la línea

1:13:32anterior.

1:13:34Y de hecho eh podemos incluso tomar como

1:13:39definición

1:13:41cómo defino yo 1 parido por 1 menz. Lo

1:13:44defino con esta como esta serie.

1:13:51Ya. Ahora hemos definido así la función

1:13:54generatriz donde como les decíamos donde

1:13:59a su n es el cardinal

1:14:02de a sub n

1:14:05eh y y a sub n

1:14:09es el conjun es el

1:14:12es el conjunto de todos los alfa en a

1:14:16tales que el tamaño de alfa es n, ¿no es

1:14:18cierto? Lo hemos definido de esa manera.

1:14:21Bueno, podemos tener una definición

1:14:23alternativa,

1:14:32que es que a de Z

1:14:35es la sumatoria para todo alfa en a

1:14:41de Z elevado al tamaño de alfa.

1:14:45Una definición

1:14:47mucho más simple

1:14:50es la suma para todo alfenada, ¿no? La

1:14:52suma ya no es para n mayor o igual que

1:14:53cer. La suma es sobre todos los objetos

1:14:55de la clase, ¿ya? y ya va son

1:14:59equivalente.

1:15:14Porque [carraspeo]

1:15:17porque este A de Z

1:15:22los eh yo estoy sumando sobre todo los

1:15:25objetos de A, ¿no es cierto? Pero yo

1:15:28podría agruparlos por tamaño. Entonces

1:15:31yo digo, voy a ir sumando por tamaño por

1:15:33tamaño para todo n mayor o igual que0 y

1:15:38agrupados por tamaño. Va a quedar así,

1:15:40va a quedar son todos los alfa en A

1:15:44tal que el tamaño de alfa es igual a n,

1:15:48¿no es cierto? Por z elevado al tamaño

1:15:50de alfa.

1:15:52Ahí están agrupados.

1:15:56Y ahora que están agrupados, esto lo

1:15:58puedo escribir como la sumatoria para

1:16:00todo n mayor o igual que 0

1:16:03de la sumatoria para todo alfa en A, tal

1:16:08que el tamaño de alfa es n de C elevado

1:16:10al tamaño de alfa, pero pero el tamaño

1:16:12de alfa es n por por construcción, ¿no?

1:16:18Por lo tanto,

1:16:20el z lo puedo sacar para fuera la

1:16:22sumatoria.

1:16:24sumatoria para n mayor o igual que 0

1:16:28de z la n por la sumatoria

1:16:32de 1 para todo alfa en a tal que el

1:16:36tamaño de alfa es n,

1:16:39¿cierto?

1:16:42Pero

1:16:45esto que está aquí,

1:16:50si yo sumo uno para cada objeto de A que

1:16:55tiene tamaño n, lo que me resulta es el

1:16:58número de objetos de A que tiene tamaño

1:17:00N, que es lo que yo llamo AU n, ¿no es

1:17:03cierto? Y por lo tanto,

1:17:07esto termina siendo igual a la

1:17:09sumatoria.

1:17:11de su n por z a la n.

1:17:16Ya, eso demuestra que

1:17:21esta

1:17:22esta definición

1:17:25de la función generativa asociada a a la

1:17:27clase A es equivalente a esta otra

1:17:30definición. Y esta de acá es eh a menudo

1:17:36eh más fácil de trabajar con ella. Ah,

1:17:39entonces para mostrar por qué eso puede

1:17:41pasar,

1:17:44eh, esto simplifica

1:17:52algunas demostraciones,

1:18:01por ejemplo,

1:18:06ya

1:18:08eh,

1:18:11por ejemplo, para demostrar que el

1:18:12tamaño se que si A es B + C, eso implica

1:18:18que A de Z es la suma.

1:18:24Ya. Eh,

1:18:27bueno,

1:18:29A de Z por definición

1:18:33es la suma, por la segunda definición

1:18:36sobre todo alfa en A,

1:18:38tal que de z elevado al tamaño de alfa,

1:18:41¿cierto?

1:18:43Pero entonces esto va a ser la suma para

1:18:46todo alfa. Eh, como a es b + c, alfa es

1:18:49b + c

1:18:51de z elevado al tamaño de alfa.

1:18:56Y como esa es una unión disjunta, yo lo

1:18:58puedo separar en dos sumatorias. La

1:19:00sumatoria sobre B de Z elevado al tamaño

1:19:03de alfa más la sumatoria sobre C.

1:19:10Es elevado al tamaño de alfa.

1:19:13Y eso no es otra cosa que BDZ.

1:19:16más CDZ.

1:19:19Ya.

1:19:21Y asimismo otras otras demostraciones

1:19:24también eh se simplifican bastante si

1:19:27las operamos con esta definición. Así

1:19:29que a menudo vamos a recurrir

1:19:33a esta definición alternativa

1:19:36más que esta otra,

1:19:40ya sin olvidarla porque en ocasiones nos

1:19:43convite más la otra también, pero tengo

1:19:45dos definiciones, puedo elegir la que me

1:19:47convenga más. Y con eso, a pesar que

1:19:50todavía nos quedan unos pocos minutos,

1:19:52creo que es momento preciso para

1:19:54concluir esta clase, porque en la clase

1:19:57que viene vamos a empezar a ver

1:19:59aplicaciones de

1:20:01de de este enfoque que les decía yo de

1:20:07que introdujo Philip Layolé para eh la

1:20:10enumeración de clases combinatorias,

1:20:15así que

1:20:17con eso concluimos la clase

1:20:20y eh nuevamente felicitaciones a los

1:20:25puntuales que que vinieron

1:20:26personalmente. Espero que los demás

1:20:28estén eh

1:20:32eh rigurosamente viendo los videos o

1:20:36leyendo los apontes para que no se vayan

1:20:38quedando atrás los que no pudieron venir

1:20:40hoy día, que

1:20:42se mantengan al tanto de lo que estamos

1:20:44viendo en clase

1:20:46y de esa manera les va a ir bien en el

1:20:48curso. Muy bien, hasta luego, entonces.

1:20:54Ciao

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