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cc5101 2026-09-28

Patricio Poblete · 9,903 words · 46 min read

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0:04Buenos días y bienvenidos a la clase. E

0:11hoy día vamos a abordar el problema de

0:16analizar problemas de búsqueda binaria

0:18desde un punto de vista

0:21casi opuesto al que hemos tomado antes.

0:25Esto es algo que vamos a llamar

0:28análisis.

0:30del borde

0:35para árboles de búsqueda binaria.

0:50Supongamos que tenemos un cierto árbol

0:52de búsqueda binaria, eh, y marquemos con

0:55un punto los lugares donde hay una

0:57llave. Ah, todos los nodos internos

0:59tienen una llave en su interior.

1:11Ya. Y dibujemos también las hojas.

1:20Las hojas representan punteros nulos,

1:24por lo tanto, en realidad no tiene

1:26ninguna llave en su interior,

1:28lo cual

1:30no necesariamente va a ser cierto

1:32siempre. Ah, pero es cierto en este

1:34caso.

1:36E, okay.

1:39Lo que vamos a llamar el el borde del

1:41árbol son básicamente

1:44las hojas. Entonces,

1:49entonces

1:57eso es lo que llamamos el borde

2:03y en inglés French.

2:11Y la diferencia que vamos a tener entre

2:15este enfoque y lo que hemos hecho antes

2:18es que anteriormente

2:20hemos, por ejemplo, estudiado el largo

2:22de la rama derecha, ¿no? Que por

2:25supuesto lo mismo que el largo de la

2:26rama izquierda, ¿no?

2:28Y en base a eso, después hemos visto

2:30cuál es el costo esperado de de una

2:33inserción,

2:36perdón, de una búsqueda infructuosa que

2:38corresponde a lo mismo que la inserción

2:39en realidad. E pero siempre partiendo de

2:43la raíz hasta llegar al punto de destino

2:45y tratando de calcular cuál es esta

2:46distancia, ¿no es cierto?

2:49Hoy día y en las alguna de las clases

2:52que vienen nos vamos a a nos vamos a

2:55enfocar esto al revés.

2:57Vamos a examinar solamente lo que ocurre

2:59en el borde y vamos a ignorar lo que

3:00pasa más arriba. Eh, y vamos a ver e que

3:04a pesar de eso igual vamos a ser capaces

3:06de eh recuperar los mismos resultados

3:09que habíamos obtenido antes e incluso

3:11llegar más allá. Ah, y ¿por qué puede

3:15ser eso? Si solamente estamos mirando lo

3:17que ocurre en las hojas, es porque las

3:19hojas en realidad acarrean toda una

3:21historia. No han llegado a estar ahí de

3:24la nada. Ah, de hecho el árbol al

3:27principio consistía solo de una hoja que

3:29estaba en el en la raíz, ¿no es cierto?

3:30Y a partir de las sucesivas inserciones

3:33fuimos obteniendo hojas que están más

3:35abajo y más abajo y más abajo, pero de

3:36alguna manera la posición donde están

3:38ahora reflejan lo que es la historia.

3:40Así es que no por mirar solo lo que pasa

3:43en las hojas, yo estoy ignorando lo que

3:45pasa más arriba. Eh, vamos a ver de qué

3:47manera eso resulta ser cierto. Okay,

3:51para referirnos a

3:54a la posición donde están eh estas

3:58hojas, vamos a hablar de niveles dentro

3:59del árbol.

4:02Entonces vamos a

4:07vamos a decir que la raíz

4:10está a nivel cero, los hijos de la raíz

4:13están a nivel uno, eh y así

4:16sucesivamente.

4:18Ya.

4:26Y así sucesivamente.

4:28Ahora, ¿en qué se

4:32es más esquemáticamente

4:35podemos decir que que nuestro árbol

4:38ya

4:41tiene una cierta estructura de ese

4:42estilo

4:44donde arriba están todos los nodos

4:47internos, ¿no es cierto?

4:49Y acá abajo están todas las hojas.

4:57Y ese es el borde del que estamos

4:59hablando. Okay. Ahora, ¿cuál cuál va a

5:03ser nuestro enfoque aquí? Eh, supongamos

5:06que vamos a hacer una inserción.

5:09Pongamos aquí en en otro color

5:13una inserción.

5:18una inserción es como una búsqueda

5:19infructuosa. Yo voy a, supongamos que yo

5:23voy recorriendo

5:26eh bueno, parto de la raíz, por

5:28supuesto, eh veo si lo que yo estoy

5:31tratando de insertar es menor o mayor

5:34que la raíz. Ah, no debera de poder ser

5:36igual porque estamos hablando de llaves

5:38primarias, las llaves primarias no se

5:39repiten, así que o es menor o es mayor,

5:41supongamos que que es menor, ¿ya? Y

5:45comparado con ese otro, supongamos que

5:46es mayor, ¿ya? Y supongamos que

5:48comparado con este también es mayor y

5:51comparado con este es menor. Entonces

5:53terminamos finalmente en este punto.

5:57Ya. Si esto fuera una búsqueda

5:59infructuosa, esa hoja sería el punto de

6:01término de la búsqueda. Pero como es una

6:04inserción, lo que va a pasar es que

6:06justo en ese punto vamos a colocar un

6:09nodo interno,

6:12o sea, un nodo circular

6:14y van a aparecer dos hojas, un nivel más

6:17abajo. Ah, en este caso vendría a ser

6:19hasta altura al nivel 5.

6:22Okay.

6:23Por lo tanto, el efecto de una inserción

6:35es que eh

6:39es que si yo tengo una hoja

6:42en el nivel K

6:45y la inserción

6:47llega

6:49hasta este punto, termina en esa hoja,

6:55Entonces ese elemento que viene entrando

6:59se instala en un nodo interno que se

7:02crea para este efecto y que reemplaza la

7:04hoja en su lugar.

7:07Ya.

7:09Y aparecen dos hojas,

7:14un nivel más abajo.

7:20Eh, ese es el efecto de una de una

7:23inserción. una hoja se transforma en un

7:26nodo interno con dos hojas eh un nivel

7:28más abajo. Eh, ahora supongamos

7:38que el árbol

7:42eh tiene

7:45n llaves,

7:48¿ya? Esto implica que tiene

7:52n + 1 hojas, ¿no es cierto? Siempre el

7:54número de hojas es uno más que el número

7:56de nodos internos.

7:58y eh y la desde el punto de vista de la

8:03inserción vamos a suponer que todas las

8:06hojas son x probables.

8:27respecto

8:30de una inserción.

8:39esa

8:41esa suposición eh es no trivial, ah eh

8:46pero es razonable.

8:48Si por ejemplo, si yo estoy insertando

8:54n + 1 eh llave, ya eh que siempre yo

8:58puedo suponer que son los números del 1

8:59al n + 1, porque lo único importa entre

9:02ellos, como decíamos el otro día, es la

9:04relación de orden que hay. Ah, no

9:06importan los valores eh que eh que

9:09[resoplido] tienen, sino que solo el

9:10orden entre esos valores. Entonces, eh

9:13yo puedo siempre suponer que son los

9:15números del uno en adelante. Eh y

9:19si yo inserto los números del uno en

9:20adelante, eh y esta secuencia viene en

9:23orden aleatorio, ¿okay?

9:26Eh, si yo tomo los n primeros y

9:29construyo un árbol con ellos y luego

9:32llega el último, ese último, como esto

9:34es una permutación aleatoria, tiene la

9:36misma probabilidad de ser el mínimo de

9:38todos o el que está en el segundo orden

9:41en el ranking o en el tercero o incluso

9:43en el orden n + 1. Puede ser que el

9:46último por casualidad sea el máximo,

9:48¿cierto? Y y como todas las

9:50permutaciones son equobables, entonces

9:52este último tiene la misma probabilidad

9:54de ser el mínimo, el segundo, el tercero

9:56o el o el máximo. Ya. Eh, la

9:59probabilidad es 1 parido por n + 1. Y si

10:02es el mínimo y lo estamos insertando en

10:04un árbol como aquí,

10:07entonces va va a venir a dar a esta

10:09hoja.

10:11Si es el segundo en el ranking, entonces

10:14va a ser mayor que este, pero va a ser

10:16menor que todos los demás. Entonces se

10:17va a venir a esta hoja, ¿ya? Y así

10:19sucesivamente. Si es el máximo va a

10:23venir a dar a esta hoja, ¿no es cierto?

10:26Entonces, eh y todos esos casos son

10:28equobables. Por eso es que es tiene

10:30sentido, es razonable suponer que todas

10:32las hojas son equobrables respecto de

10:35una de una inserción. Ya, otra forma de

10:39de argumentar esto mismo que requiere un

10:41poquito más de de cálculo tres

10:44es e suponer que las eh llaves que yo

10:49estoy insertando son números reales

10:52obtenidos por muestreos eh

10:56eh independientes a partir de una

10:58distribución, por ejemplo, uniforme 01.

11:01Entonces, todos números reales entre 0 y

11:03un elegidos al azar. ¿Okay?

11:05Eh, y supongamos yo ya he muestreado n

11:09eh de estos números, ¿okay? Y y luego

11:15muestreo el siguiente.

11:18¿Cuál es la probabilidad de que el

11:19siguiente sea menor que todo? ¿Cuál es

11:20la probabilidad que est entre el primero

11:22y el segundo? Ah, ¿cuál es la

11:23probabilidad que sea mayor que todo?

11:25Bueno, los neros que yo hice al comienzo

11:29son n variables aleatorias que ordenadas

11:32me definen n más un intervalo. Entonces,

11:34lo que yo tengo que hacer es todas las

11:36integrales múltiples para poder llegar a

11:37calcular la probabilidad de que un nuevo

11:41punto elegido al azar caiga en el primer

11:42intervalo, en el segundo o en el último.

11:45Ya. Y si uno hace todas las integrales,

11:49resulta que la probabilidad es uniforme,

11:511 parido por n + 1. ¿Ya? Así que eso es

11:54otro elemento que argumenta en favor de

11:56que este es un modelo razonable. Ahora,

11:59¿por qué yo dije que no siempre? Ah,

12:01porque eh supongamos que yo tengo un

12:07pequeño arbolito, por decir algo, de

12:09tamaño dos, ¿ya? Entonces, un arbolito

12:11de tamaño dos tiene una raíz y tiene un

12:15nodo que cuelga hacia la izquierda o a

12:16la derecha. Supongamos que cuelga hacia

12:18la izquierda, ¿ya?

12:20Eh, y supongamos ahora que yo eh elimino

12:25un dato en ese árbol y justo el que

12:27estaba colgando ahí. Entonces, ahora lo

12:29que queda es la pura raíz, ¿no es

12:30cierto? Y ahora después de haber hecho

12:32esa

12:34esa eliminación,

12:36inserto un dúo elemento. La pregunta es,

12:39¿cuál es la probabilidad que caiga a la

12:41izquierda o a la derecha? Uno diría un

12:43medio. 1 medio, ¿no es cierto? Pero no,

12:45o sea, no porque estos números,

12:47supongamos que fueron números reales

12:48muestreados. Independientemente yo

12:51mostré el uno que quiso fue la raíz,

12:53mostré el otro que cayó a este a este

12:55lado y ahora mostró el tercero. El hecho

12:59que se que el segundo ya no está en el

13:02árbol da lo mismo. Des el punto de vista

13:04del mostreo probabilístico, ese es ese

13:08ese de dato existe. De modo que cuando

13:12llega un un tercero

13:15va a caer con la misma probabilidad a la

13:17derecha del eh máximo del perdón, a la

13:21derecha de la raíz entre la raíz y donde

13:25estuvo el que eliminé

13:28o al lado de acá del que eliminé. O sea,

13:31el que eliminé es como un fantasma que

13:32todavía existe y los datos entrantes

13:35pueden caer a su izquierda o a su

13:36derecha, aunque él no esté.

13:38Por lo tanto, la probabilidad de que

13:40este nuevo dato caiga a la derecha de la

13:43raíz es un tercio y la probabilidad de

13:45que caiga a la izquierda es 2 tercios. A

13:48pesar de que el árbol mismo se ve como

13:50una raíz con dos hojas coloqueando al

13:52lado y lado, pero esas dos hojas ya no

13:54son equrbables debido a la historia.

13:57Eso complica absolutamente todo. Ah,

14:00porque eso este es el siguiente, el

14:01primer paso no más. Supongamos que este

14:03ciclo yo lo repito. En cada inserción yo

14:05elimino un elemento del árbol y en la

14:07siguiente inserto, elimino, inserto,

14:08elimino, inserto. Después de eso ya eh,

14:12¿cuál es la probabilidad de caer en la

14:13hoja izquierda o derecha? es sumamente

14:15difícil de saber, ¿no? Así es que eh

14:21muy importante, vamos a suponer que la

14:26probabilidad

14:30que la probabilidad

14:32de que eh la inserción

14:39caiga

14:42en una

14:44hoja dada.

14:50es igual a 1 parido por n + 1,

14:56suponiendo que no hay eliminaciones.

15:12[suspiro]

15:15El caso de cómo analizar esto cuando hay

15:19eliminaciones es un problema casi

15:22completamente abierto.

15:26El el

15:29caso que yo les describí, este caso

15:31pequeñito

15:33con

15:35dos, tres elementos, ese fue analizado

15:38por Can y un coautor que en este momento

15:43su nombre se me escapa

15:45y es un análisis bastante complicado que

15:49cuando

15:51eh que si se hace con detalle, como

15:54hicieron ellos, eh,

15:58implica la aparición en la solución de

16:00funciones de Vésel, ¿no? Eh, y es

16:03solamente y es un caso tan pequeño, eh,

16:06el caso general está completamente

16:08abierto,

16:10muy muy difícil. Hay experimentos al

16:13respecto, hay resultados experimentales,

16:16pero resultados analíticos yo diría que

16:18prácticamente nada.

16:20Así es que para todos nuestros efectos,

16:22vamos a todos nuestros análisis se van a

16:25fundamentar en esta suposición de que no

16:27hay eliminaciones eh en el en el árbol.

16:31Entonces, vamos, lo que vamos a hacer

16:34ahora es vamos a definir

16:38a sub n k

16:41igual al número esperado

16:46de hojas.

16:49en el nivel K,

16:55en un árbol, en una bebé

17:01con n llave.

17:04Ese esta función a su nome acá va a ser

17:08el el objetivo de nuestro estudio. Ah e

17:14bueno, ¿qué condición de borde tiene

17:16esto? a sub0 comaca.

17:21Eh, ¿qué pasa en un árbol con cero

17:22llaves? Un árbol con cero llaves

17:24consiste exclusivamente de una hoja nada

17:27más que está al nivel cero. Okay. Eh,

17:32nivel por que no parezca un nodo

17:34interno.

17:36Está al nivel cero, ¿cierto? Entonces,

17:39si en el nivel k = 0 hay una hoja y en

17:44los otros niveles hay cero, ¿ya? Por lo

17:46tanto, eso es un delta de cronicer que

17:48en este caso lo escribimos así k = 0,

17:52una función indicatriz. Ya, esa función

17:55vale un cuando cae cer y cer en todos

17:58los demás casos. Ya. Eh, ahí tenemos una

18:01condición de borte. Y ahora supongamos

18:12que se produce una inserción aleatoria.

18:26Okay. Su se produce una inserción

18:28aleatoria y veamos qué efecto tiene esa

18:30inserción aleatoria sobre el número de

18:32hojas en cada nivel. Entonces ahora lo

18:35que vamos a tener entonces es cuánto

18:37vale a sub n + 1, k, ¿cierto? ¿Cuántas

18:42hojas hay en el nivel k ahora que el

18:45árbol tiene n + 1 llave?

18:48comparado con lo que pasaba antes cuando

18:49había n llave. Entonces, el número de

18:52hojas en el nivel que a causa de una

18:56inserción no varía mucho, ¿no es cierto?

18:58No va a ser tan distinto antes o después

19:01de de que yo hice la inserción. Por lo

19:04tanto, nuestro punto de partida es que

19:05el número de hojas que hay en el nivel K

19:07es el mismo que había antes,

19:11¿ya?

19:13Pero puede haber una leve variación,

19:18¿cierto?

19:20Eh, ¿cómo?

19:22Porque

19:25si la inserción

19:28aleatoria

19:30cayó justo un nivel más arriba que el

19:33nivel K, o sea, el nivel K -1,

19:37entonces

19:39esa hoja que había ahí arriba se

19:43transformó en un nodo interno circular y

19:46aparecieron dos hojas un nivel más

19:47abajo, o sea, en el nivel K.

19:50Por lo tanto, es posible que a las hojas

19:51que había en el nivel K, yo tenga que

19:54sumarle dos

19:56con alguna probabilidad. ¿Cuál es la

19:58probabilidad? La probabilidad de que la

20:00inserción haya caído justo un nivel más

20:01arriba. ¿Y cuál es la probabilidad que

20:03la inserción haya caído justo un nivel

20:05más arriba? Bueno, es el número de hojas

20:07que hay un nivel más arriba, o sea, a

20:10sub n - 1 dividido por el total de hojas

20:13que existen, que es siempre n + 1. ¿Ya?

20:16Por lo tanto, eh hay que sumar dos hojas

20:20con probabilidad a sub n k - 1 dividido

20:25por n + 1.

20:28Ya, pero eso no es todo.

20:33También es posible que yo tenga que

20:35restarle hojas a lo que hay en el nivel

20:38K.

20:39¿Por qué? Porque a lo mejor la inserción

20:42que hay justo en el nivel K. Y si es

20:44así, esa hoja en donde cayó ya no existe

20:48porque ahora es un nodo interno. A

20:49cambio hay dos hojas en el nivel

20:51siguiente, ¿no es cierto? Pero en este

20:52nivel hay una hoja menos. Entonces, hay

20:55que restar una hoja

20:59con la probabilidad de que la inserción

21:00haya caído justo en este nivel y eso es

21:03a sub n k

21:07dividido por n + 1.

21:11Ahí tengo una ecuación de de

21:14recurrencia.

21:17Okay.

21:19Entonces, eh

21:22introduzcamos

21:31la función generatriz

21:38a su n z, perdón, no coma z.

21:44[suspiro][grito ahogado]

21:47a su n de z

21:52como la sumatoria

21:53para acá mayor o igual que 0 de a su n k

21:59por z a la k. ¿Ya?

22:02Entonces la función generatriz

22:04es e transforma la variable k en la

22:08variable z.

22:11Entonces, eh si yo le aplico función

22:15generatriz

22:17a la

22:20a la a la ecuación que acaba de obtener,

22:23ya me va a quedar a sub n + 1 de z

22:31igual a sub n de z

22:36+ 2. Y fíjense que la variable a es k -

22:411. Ustedes se acuerdan que la generatriz

22:43de a sub n - 1 decíamos en esa época

22:46cuando n era la variable que estamos

22:48estudiando, en este caso es cap, e eso

22:52implica multiplicar por z.

22:55Entonces esto va a ser eh 2 z

23:03por a sub n de z y todo eso partido por

23:06n + 1

23:09y este de acá va a ser menos

23:13eh a su n dez

23:22partido por n +

23:24No hay Z en este caso porque es la misma

23:26variable K, ¿no es cierto? Y a subcero

23:30de Z, ¿cuánto va a valer?

23:32La generatriz del delta croner es un

23:37y aquí tengo mis

23:39unas ecuaciones en de funciones

23:41generatrices.

23:43Y esto lo puedo reescribir como que a

23:45sub n + 1 de z

23:49igual a 1

23:53más

23:552z - 1

23:58paro por n + 1

24:02y todo eso multiplicando por a su n z,

24:04¿cierto?

24:07O sea, el efecto de la inserción

24:11ya es que eh

24:15la función generatriz

24:17se tiene que multiplicar por 1 + 2z - 1

24:21par n + 1 y con eso obtenemos la

24:23siguiente la función genérriz

24:26correspondiente a un árbol con una llave

24:28más.

24:29Okay. Y y por supuesto parto con a sub0

24:34de z = 1.

24:45Okay.

24:48Muy bien. Eh, de hecho, hay otra manera

24:51de obtener esta ecuación. Antes de

24:53resolverla vemos otra manera de obtener

24:55esta ecuación que nos va a servir para

24:56más adelante.

25:18Observemos

25:22el efecto

25:25de una inserción aleatoria

25:35sobre

25:37una hoja

25:40en el nivel K.

25:45Ya no veamos ninguna otra hoja, solo

25:48una. Entonces, la idea es que yo tengo

25:51aquí un árbol,

25:54¿ya? Y

25:58y tomo una hoja de nivel K y observo qué

26:01le pasa cuando viene

26:05una inserción.

26:12Entonces, una hoja en el nivel K yo la

26:16represento por Z a la K, ¿cierto? Z a la

26:20K es una función generatriz que me

26:22cuenta una hoja que esté en el nivel K.

26:26Okay. Y ahora viene la inserción.

26:34¿Y qué es lo que ocurre?

26:36Hay

26:38dos posibilidades, que la inserción

26:42afecte, caiga justo en esta hoja o que

26:45no. ¿No es cierto?

26:49Pongámonos primero en el caso que la

26:51inserción no caiga en esta hoja. Hay n

26:53más una hoja, así es que la probabilidad

26:56de que no caiga aquí es super grande,

26:58¿no es cierto? Bueno, pero ¿cuánto es la

26:59probabilidad de que no caiga justo aquí?

27:01Es 1 - 1/ por n + 1, ¿no es cierto? Ya,

27:06porque con probabilidad 1 partido por n

27:07+ 1, la inserción va a caer justo ahí.

27:10Por lo tanto, la probabilidad

27:10complementaria es que caiga en cualquier

27:13otra parte menos aquí. Y si cae en

27:15cualquier otra parte menos aquí, esta

27:17hoja que esté en el nivel K sigue siendo

27:20la misma hoja que sigue estando en nivel

27:22K. Entonces, con probabilidad

27:251 - 1/ por N + 1,

27:31esto sigue siendo una hoja en el nivel

27:33K.

27:36Pero,

27:38¿qué pasa con la probabilidad

27:39complementaria? Con probabilidad 1/ido

27:41por n + 1.

27:44Con probabilidad 1 parido por n + 1.

27:47Esta la inserción cae justo en esta hoja

27:51y por lo tanto esta hoja ya deja de

27:55estar en el ya

27:58no es una hoja en el nivel K. Ahora se

28:00transformó en dos hojas en el nivel K+

28:021. Entonces

28:06se transforma en dos Z a la C+ 1.

28:11Z la C+1 porque está un nivel más abajo

28:13y dos porque ahora son dos hojas. Esta

28:15hoja como que explotó

28:17y y se transforma en dos hojas un nivel

28:19más abajo. Okay.

28:22Entonces

28:24aquí es el antes de la inserción.

28:30Y esto es el después.

28:36Ya. Por lo tanto, esta hoja que está en

28:40el nivel K, el efecto que una inserción

28:43tiene sobre ella es que

28:46ahora esto es 1

28:49eh más

28:522 - 1

28:54dividido por n + 1

28:57por z la k.

29:00O sea, el efecto que tiene sobre una

29:02hoja es multiplicarse por ese factor.

29:05Eh, y ahora por superposición yo puedo

29:10lograr el efecto sobre el conjunto total

29:12de las hojas.

29:14Ya. Eh, multiplico por el número de

29:17hojas que hay en el nivel K, que es AV

29:21N.

29:23Y sumo sobre todo K. Y lo que me queda

29:26es la generatriz a la izquierda y a la

29:28derecha me queda ese factor por la

29:30generatriz. O sea, esto implica

29:34que ahora el a sub n de z, ¿cierto?

29:40A partir de de lo anterior por

29:43superposición, como digo, va a ser igual

29:46a 1 +

29:492z - 1

29:53por su z.

29:57que es lo mismo que habíamos encontrado

29:59antes, por supuesto, ya, pero esta vez

30:02obtenido de esta de esta otra manera.

30:06Okay, muy bien. Esto esto es bueno

30:09tenerlo en mente porque más adelante

30:11vamos a analizar procesos bastante más

30:13complicados que eh se que la mejor

30:16manera de abordarlo es es por esta,

30:18viendo el efecto sobre sobre una hoja y

30:20luego eh

30:23por superposición, ¿no es cierto?,

30:24haciendo la combinación lineal,

30:26obtenemos la función generatriz, el

30:28efecto sobre toda la función generatriz.

30:30Muy bien. Entonces, ahora resolvamos la

30:32ecuación. Ya, ya hemos encontrado dos

30:34maneras de derivar la ecuación. Ahora

30:36resolvámosla,

30:40que es s simple, ¿no?

30:49A ver, esta

30:52ecuación la podemos reescribir como que

30:53a su n de z.

31:02Voy a poner de de común n + 1.

31:06Entonces va a quedar 2z - 1 más

31:13más n.

31:17A ver, eh, aquí tengo

31:20un pequeño error,

31:22¿sí o no?

31:25Eh, claro.

31:27Déjeme corregir al tiro el pequeño error

31:32porque lo que hay a la izquierda no es

31:33el a sub n de z,

31:35sino que la sub n + 1 de z.

31:40Eso ahí. Okay.

31:44Ya. Eh,

31:51ya. Y acá entonces también sería lo

31:52mismo.

31:59Entonces sería a su n + 1 de z. Eh,

32:03tomando denominador como un n + 1 sería

32:06n + 1 + 2z - 1 2 + n, ¿no es cierto?

32:17Ya. Eh, para desenrollar,

32:22vamos a desenrollar esto.

32:27Reescribamos

32:32para a su n,

32:35entonces lo corro en uno. Entonces, a su

32:37n de z va a ser igual a 2z + n - 1. Y

32:43acá tamb y acá va a ser n y acá va a

32:46estar a su n - 1 z. Ya, así me resulta

32:49un poquito más fácil para desenrollar.

32:53Entonces ahora esto eh va a ser 2z + n -

32:581

33:00por n y desenrollo la sub n - 1.

33:02Entonces va a ser 2z

33:05+ n - 2 obtivo por n - 1 por a sub n - 2

33:13de z, ¿cierto?

33:15Y si sigo aquí voy a llegar

33:202z + n - 1 activo por n

33:252z + n - 2 paro por n - 1.

33:32Y yo quiero llegar hasta sub cero.

33:35Eh, fíjense que eh el subíndice que hay

33:38aquí es lo mismo que yo sumo acá.

33:42Entonces, si llego hasta sub voy a

33:44llegar hasta 2Z + 0, o sea, 2z.

33:48Y este que está acá es uno más que este,

33:50por lo tanto, en ese caso va a ser uno.

33:53Ya. Entonces, al desenrollar yo voy a

33:55llegar hasta 2 z partido por 1 por a sub

34:00de z, que por supuesto

34:05es 1.

34:11Y por lo tanto

34:15a su n Z.

34:19Si ahora yo lo leo de derecha a

34:20izquierda,

34:22va a ser

34:262z * 2z + 1, 2 z + 2 hasta 2z + n - 1 n

34:30factores, o sea, es una potencia

34:33factorial ascendente, ¿no es cierto? Y

34:36el denominador va a ser n por n - 1

34:38hasta 1, o sea, n factorial.

34:42O sea, va a ser 2 z

34:46a la n ascendente

34:48partido por n factorial.

34:52Y eso es lo mismo que el coeficiente

34:54binomial simétrico

34:562 z - 1 n.

35:04Ya, esa es la

35:09ese es la

35:12función generatriz a su n de z

35:16que

35:18en las clases anteriores ya la hemos

35:19encontrado, la hemos encontrado por otro

35:21método. Ah, totalmente distinto, pero

35:23por supuesto es la misma porque esa es

35:24la solución. Ahora, esto es número de

35:27hojas. A mí, si yo quiero estudiar, por

35:30ejemplo, la eh el costo de búsqueda

35:33infructuosa, ya eh ahí lo que yo

35:36necesito es la probabilidad de que una

35:39búsqueda termine en en una hoja del

35:42nivel K, por ejemplo. Ya. Eh, ¿cómo pasó

35:46el número de hoja probabilidad?

35:47Dividiendo por n + 1, ¿cierto? Si haya

35:50sub n k hojas, la probabilidad de

35:53terminar justo ahí es a su n dividido

35:55por n + 1. Entonces definamos

36:04eh P sub N como K

36:09igual la probabilidad

36:11de que una hoja aleatoria

36:20este es del nivel K

36:26porque esa es la probabilidad que la

36:29búsqueda infructuosa que termina esta

36:32hoja tenga costo K, eh, y eso va a ser a

36:36sub n k dividido por n + 1.

36:44Y por lo tanto,

36:46p sub n de z

36:51va a ser a sub n de zido por n + 1

36:59y esto va a ser igual a

37:09dividido por n + 1.

37:12Ya.

37:13Y esa es la función generatriz de

37:15probabilidad del costo de búsqueda

37:17infructuosa en un árbol de búsqueda

37:19binaria, que es algo que antes ya lo

37:21encontramos, pero lo encontramos a

37:24través de este método de estudiar el

37:25largo de la rama derecha y luego a

37:27partir de ahí encontrar el largo de una

37:30de una búsqueda infructuosa y la función

37:33generativa de probabilidad resultante es

37:36la que ustedes ven ahí, ¿no es cierto?

37:39también eh ahí se obtiene la

37:46eh eh si uno lo ve como estos procesos

37:48de lanzamiento de monedas que aparecían

37:50en la charla de Canus, ¿no?

37:54Si yo tengo un proceso de lanzamiento de

37:56monedas que cuya función generatriz es f

37:58de z y después sustituyo z por c* z 2 z

38:03en este caso, ya eh después tengo que

38:06normalizar dividiendo por f de c f de2

38:09en este caso, que es justamente lo que

38:11pasa aquí. Este denominador es lo que es

38:14necesario para normalizar y que esta

38:15función generatriz eh sea sea

38:18efectivamente de probabilidad. ¿Okay?

38:21Eh, porque se verifica

38:27que

38:29Pun de 1,

38:31¿cuánto es? Si Z es 1, esto sería 1, n

38:36por n + 1, pero 1, n es n + 1, por lo

38:40tanto esto es 1. O sea, check.

38:44Ahora nos interesa

38:51estudiar

38:55el mus, que es el average de p de z

39:01y el sigma cuadrado sub n, que es la

39:04varianza

39:06de p subn de z. Okay. Entonces, ¿cómo lo

39:12cómo lo vamos a hacer?

39:18Eh,

39:20bueno, PU de Z

39:26e es, si vamos a

39:29al sub n es 2z a la n ascendente partido

39:33por n factorial, ¿no es cierto? Entonces

39:362 la ncendente

39:38va a ser 2z

39:42por 2z + 1

39:45hasta 2z + n - 1

39:51dividido por n factorial,

39:56pero como ahora está dividido además por

39:58n + 1, va a ser n + 1 factorial u, o

40:01sea, va a

40:07va a ser 1 * 2 * 3 hasta por n + 1.

40:16Entonces, eh

40:19el uno me voy a olvidar de él y voy a

40:21agrupar así este

40:25es s ese así es que esto

40:28yo lo puedo escribir como la pitatoria.

40:34de eh 2z + jido

40:42por j

40:47menor igual que j menor o igual que n-

40:501, ¿cierto?

40:52Claro, porque para j = 0 es 2z/ por 2 y

40:55ahí voy sumando uno arriba y sumando uno

40:57abajo.

40:59Para el último j = n - 1.

41:03Eh, arriba va a ser 2 z + n - 1 y abajo

41:07va a ser n + 1. O sea, che se queda

41:10bien.

41:13Ahora, esto

41:16entre paréntesis yo lo podría escribir

41:18así

41:20como la pitatoria

41:24de eh por un lado puedo poner el jartido

41:28por jido

41:34por j.

41:40Y esto es lanzamiento de monedas,

41:51¿cierto? Esta es la esto es la

41:54probabilidad de cara

41:57y esta es la probabilidad de sello.

42:00Así que esto se puede interpretar como

42:01lanzamiento de unidad.

42:05Eh, okay. Ahora, eh,

42:10ustedes se acuerdan que el average de un

42:14producto es la suma de los averages y

42:17que el bar de un producto es la suma de

42:21los bar. Ya. Así es que eh para poder

42:26hacer esto, yo necesito ver cuánto es el

42:29average

42:31de 2 + J.

42:35parti por j + 2.

42:38[grito ahogado]

42:39Y eso es fácil porque hay que derivar

42:41respecto de zal en 7 = 1. Así es que

42:43queda 2 par por junto

42:48es el par de 2z + jido

42:54por j.

42:57Ahí tengo que derivar dos veces y evalu

43:01= 1, pero al derivar dos veces esto es

43:02ceru,

43:06o sea, 2 par por j

43:11al cuadrado, o sea, 4 par por j

43:16al cuadrado.

43:19Y por lo tanto

43:22el muso n va a ser la suma

43:27de 2 parido por j

43:34menor o igual que j menor o igual que n-

43:371.

43:40Y si esto lo desenrollamos va a ser dos

43:42factor de que para acero va a ser 1/2

43:47después un tercio, después un cuarto

43:52y el último va a ser 1/ido por n + 1.

43:58Así que esto yo lo puedo escribir como

44:01dos.

44:03Lo que hay ahí adentro es casi el número

44:05armónico hn + 1,

44:10pero le falta el uno inicial, por lo

44:13tanto lo sumo para completar el armónico

44:15y lo resto.

44:18Y ahí tengo

44:21el esto es sería

44:24el costo

44:27esperado

44:31de búsqueda

44:35infuctuosa,

44:40eh, dos veces un número armónico.

44:44Y la varianza, ¿qué pasa con la

44:45varianza?

44:52sigma cuadrado sub n

44:55va a ser la

45:03eh

45:06bueno, va a ser la sumatoria

45:09de 2 par j

45:120 menor o igual que j menor igual que n

45:14- 1

45:16menos sumatoria de 4 parido por j²

45:23en el mismo rango

45:28y eso es 2

45:32hn + 1 - 1, ¿no es cierto? lo que ya

45:34calculamos para el mu

45:39eh pasa algo parecido, pero para

45:42armónicos de segundo orden. Igual le

45:45falta el primer término, así es que hay

45:46que sumarlo y restarlo, así que va a

45:49quedar -4

45:52h

45:54n + 1, pero de segundo orden, que los

45:57denominadores están elevado al cuadrado

45:59y -1.

46:02Así es que esto

46:05esto eh pasado en limpio sería

46:112 hn + 1.

46:18Aquí tengo -2 + 4, o sea, má 2

46:24y -4

46:29H n + 1 de segundo orden, ¿ya?

46:34donde el hn de segundo orden es igual a

46:39la suma

46:41para 1 menor o igual que j menor igual

46:43que n de 1/

46:56en general

47:02HN de orden S

47:06es 1 partido, perdón, sumatoria, falto

47:11sumatoria de 1/ido por j

47:15menor o igual que j menor igual que n y

47:18se sabe

47:23que HN de S converge a una constante

47:30para

47:31S mayor que un para igual un no es el

47:36logaritmo e pero para ese mayor que uno

47:39converge una constante en particular

47:48HN de segundo orden

47:52converge a pi cuadrado sexos

47:56cuando n tende a infinito.

48:01Ya. Así es que la varianza

48:06esencialmente

48:09una

48:14eh es una es un logaritmo, es un

48:17armónico ya eh más constante, ¿no?

48:24La constante proviene, por una parte de

48:26la convergencia del del armónico de

48:29segundo orden, de la constante dos que

48:32tenemos aquí,

48:34¿ya? y de la constante gama que que está

48:38escondida dentro del armónico, ¿no? Que

48:41ahí tenemos nuestro análisis para

48:44árboles de búsqueda binaria,

48:46esta vez realizado a través de eh

48:50análisis del borde, fringe analisis, ya

48:53obserando solo lo que ocurre en las

48:55hojas.

48:57Por supuesto, todos estos resultados

48:58reproducen sobre los que habíamos

49:01obtenido antes, si es el mismo proceso

49:02que estamos analizando, pero como este

49:05curso se refiere al análisis de

49:07algoritmo, nos interesa estudiar eh

49:11cuando existen distintos enfoques para

49:13un problema nos interesa verlos todos

49:14porque de esa manera ampliamos nuestra

49:17repertorio de de métodos analíticos, ¿no

49:20es cierto? Y el y el análisis del borde

49:24es uno muy

49:26muy interesante que nos va a permitir

49:28abordar eh problemas como el que viene a

49:31continuación. Pero antes de de ir al

49:34problema que viene a continuación,

49:35veamos si tienen de ustedes algunas

49:37preguntas, algo.

49:39No parece que ha estado claro hasta

49:40ahora.

49:42Entonces, ahora vamos a introducir una

49:45idea bien interesante

49:50que son los

49:53árboles de búsqueda binaria

49:56con mediana de tres.

50:10Ustedes el término mediana de tres

50:12probablemente lo han escuchado,

50:13mencionar antes en relación a

50:17eksicort,

50:20¿cierto?

50:22El algoritmo básico de Quicksort lo que

50:24hace es que escoge un elemento aleatorio

50:28para usarlo como pivote

50:30y luego particiona, ¿no es cierto? Todos

50:32los menores que el pivote van a un lado,

50:33los mayores al otro y después de eso,

50:36recursivamente, ordenamos la mitad

50:38izquierda y ordenamos la mitad derecha.

50:41Ah, mitad entre comillas porque no tiene

50:43por qué ser del mismo tamaño, ¿no es

50:44cierto? Ya. Y eso es recursivo, o sea,

50:47el proceso se reproduce más abajo.

50:50Bueno, eh ese proceso

50:53eh

50:56tiene eh si el si el si el pivote se

51:02elige al azar, en realidad no hay no hay

51:05mucho problema. Ah eh, pero eh hay

51:08algunas implementaciones o había, pero

51:11ah porque no creo que se siga

51:12programando igual, pero había algunas

51:14implementaciones en donde el

51:16razonamiento era el siguiente, decía,

51:18"Si si el conjunto que yo quiero ordenar

51:20ya viene de un orden aleatorio, entonces

51:23como pivote eh yo puedo elegir el primer

51:26elemento del conjunto porque es tan

51:28aleatorio como todos los demás, ¿no es

51:29cierto? y particionar con ese con ese

51:32elemento. Ese argumento en sí es válido

51:36si es que eh el conjunto viene en orden

51:40aleatorio, pero a veces los conjuntos no

51:42vienen en orden aleatorio y y y a veces

51:44incluso tienden a venir ordenados o casi

51:47ordenados porque son el resultado de

51:49algún otro proceso que que los entregó

51:51ordenado. Entonces si si el conjunto ya

51:54viene ordenado y yo escojo el primero

51:56como pivote, la partición va a ser

51:57pésima. A un lado no va a quedar nadie y

51:59al otro lado todos los demás y eso va a

52:01seguir siendo cierto en las llamadas

52:03recursivas. Y al final eh voy a terminar

52:06demorándome en el cuadrado. Ah eh a

52:10pesar de que si el la partición hubiera

52:13sido con un elemento aleatorio, el costo

52:16esperado habría sido no en el cuadrado,

52:17sino que en el log, pero en ese caso

52:20particular el algoritmo Quicksord genera

52:23a un algoritmo cuadrático.

52:26Bueno, conclusión, no tomar el primer

52:28elemento, sino no confiar en que el

52:29primer elemento va a ser aleatorio, sino

52:31que elegir realmente un elemento

52:32aleatorio.

52:34Pero eh otra manera de que se les

52:36ocurrió de contrarrestar ese efecto era

52:39en ese caso no tomar al al eh elegir el

52:44pivote de una manera un poquito más

52:45astuta, tomar tres elementos como

52:49muestra. Ah, el primero, el del medio y

52:52el último.

52:54Y de esos tres elementos, tomar la

52:55mediana de los tres y la mediana usarlo

52:58como como pivote. Ya. Si esos tres

53:02elementos son aleatorios, eh elegir la

53:05mediana, eh vamos a ver que ayuda,

53:08mejora el desempeño del algoritmo

53:11comparado a que si hubiera elegido un

53:12elemento, un solo elemento, ah, hacer la

53:15manera de tres, eh, tiene mejor

53:17desempeño. Eso lo vamos a ver. Ah. Pero

53:19además en el caso patológico, en que el

53:23conjunto ordenar ya venía ordenado,

53:26resulta que al elegir el primero, el del

53:28medio y el último, ah, justo está el del

53:30medio que da la casualidad que es la

53:32verdadera mediana y en ese caso la

53:34partición es la mejor posible,

53:36exactamente mitad y mitad, ¿ya? Así que

53:39lo que era un peor caso se reforma en un

53:40mejor caso. Eh, fantástico. Ya, de ahí

53:43viene la idea de hacer mediana de de

53:45tres. Ah, pero incluso si no fuera ese

53:48caso, ah, el caso en que viene ordenado,

53:50si el conjunto realmente fuera

53:51aleatorio, yo escojo tres elementos para

53:54azar y de ellos tomo la mediana, el

53:56resultado va a ser mejor que si yo

53:58hubiera elegido solo un elemento

54:00aleatorio. ¿Por qué? Porque la mediana

54:04de una pequeña muestra es un mejor

54:07estimador para la verdadera mediana que

54:09si yo tomo solo un elemento.

54:13Cuando uno quiere estimar un parámetro

54:14estadístico y y no lo puede hacer a

54:17través de un de un censo de todos los

54:20elementos del conjunto porque son

54:21muchos, lo que uno hace es que toma una

54:23pequeña muestra, calcula el parámetro de

54:26la muestra y usa eso como un estimador

54:28de del parámetro del conjunto completo.

54:31¿Qué es lo que estamos haciendo en este

54:32caso? Ah, si yo tuve una pequeña muestra

54:35de tamaño tres en este caso, pero podría

54:36haber sido un poquito más grande,

54:37incluso cinco, siete, siempre impar para

54:39que no sea problema en encontrar la

54:41mediana, ¿no es cierto? definir bien la

54:42mediana. Si yo tomo una pequeña muestra

54:45y saco la mediana de la pequeña muestra,

54:48esa va a ser el mientras más grande sea

54:52la pequeña muestra, eh, va a ser un

54:54mejor estimador de la verdadera mediana.

54:57Ya se va a ir aproximando en el límite.

55:00Si la pequeña muestra fuera el conjunto

55:02completo y yo saco su mediana, estaría

55:05encontrando la verdadera mediana, ¿no es

55:06cierto? ¿Qué es el mejor caso para

55:08Quicksort? porque queda exactamente

55:10balanceada la partición, mitad y mitad.

55:12¿Ya? Ahora, ¿qué tiene todo esto que ver

55:15con árboles de búsqueda binaria? Ah,

55:16porque eso es lo que estamos analizando

55:18aquí.

55:19Bueno, los árboles de de búsqueda

55:23binaria son en realidad quicksort

55:27disfrazado.

55:28Es el mismo algoritmo porque eh cuando

55:32yo escojo un elemento al azar y lo uso

55:34como pivote, es como estar el elemento

55:37al azar y usarlo como raíz.

55:39Y cuando yo hago la partición y dejo a

55:42la izquierda los menores, a la derecha

55:43los mayores, es como estar empujando

55:45hacia la izquierda de la raíz todos los

55:47elementos menores y a la derecha todos

55:49los mayores. Y cuando digo que en cada

55:51lado yo voy a hacer lo mismo

55:53recursivamente, quicksort, acá estoy

55:55diciendo que en cada lado yo voy a

55:57construir un árbol de la misma manera,

55:58recursivo, o sea, le voy a poner una

56:00raíz aleatoria y así y al final lo que

56:02termina resultando es un árbol de

56:03búsqueda binaria.

56:05Ah, de hecho, ese árbol de búsqueda

56:07binaria se llama eh cuando yo corro

56:11Quickslort eh y yo voy anotando cuál fue

56:15el pivote en cada caso, quién quedó a

56:16cada lado y así sucesivamente hacia

56:18abajo, lo que resulta es un árbol que es

56:20un árbol de búsqueda binaria que se

56:21llama el árbol de partición. Bueno,

56:24entonces hay una correspondencia uno a

56:26uno entre un árbol de partición y una

56:27ejecución de quicksort

56:30a estudiar un poquito más adelante. Así

56:32es que todo lo que se puede aplicar a

56:33Quickort se le puede aplicar a los

56:34árboles de búsqueda binaria. ¿Okay? En

56:37todo caso, este algoritmo que vamos a

56:39ver fue inventado independientemente,

56:42pero en realidad al final es lo mismo.

56:44¿Okay? Eh, así que eso lo que en el

56:47fondo lo que va a consistir esto es si

56:49vamos a elegir a la raíz de un árbol, no

56:53conformarnos con el primero que aparece,

56:55sino que esperar hasta que aparezcan

56:57tres. Y cuando aparecen tres, ahí yo

57:01elijo la mediana de ese de ese grupo de

57:03tres elementos. A él lo designo como

57:08raíz y los otros dos siguen su camino

57:11hacia los subárboles. Ya, eso es lo que

57:13vamos a hacer. Entonces,

57:16eh la idea es la siguiente idea. H

57:25eh para

57:28eh

57:32para elegir

57:35a la raíz

57:39de un subárbol.

57:45esperar

57:47hasta

57:50que ese subárbol

57:56tenga tres llaves

58:04y elegir

58:07como raíz

58:11a la mediana

58:16de

58:18esos tres datos.

58:23Esa esa es la idea. O sea, cuando

58:25aparece cuando aparece un

58:31elemento, no tomarlo al tiro como como

58:34raíz, sino que esperar. Ya. Esto esto

58:39hay como dos maneras de verlo. Ah.

58:41Supongamos que yo tengo primero hay una

58:44hoja vacía, entonces aparece un dato ya

58:48y

58:50entonces ahora eso sería eso, ¿no es

58:52cierto?

58:55Eh,

58:56ya, pero

59:00okay, dejémoslo así. Ya aparece el

59:02siguiente dato. Bueno, hay dos

59:03posibilidades, que ese siguiente dato

59:06caiga a la izquierda.

59:12o que caiga a la derecha, ¿no es cierto?

59:14Son simétricos, pero dibujemos los dos.

59:25Okay.

59:27Y después aparece el siguiente dato. Eh,

59:32este, supongamos que aquí cae a la

59:33izquierda.

59:36Izquierda, izquierda y más izquierda

59:38todavía

59:44o que cae a la derecha.

59:53Eh, perdón,

59:57se cae a la derecha. Entonces aquí esto

1:00:00sigue estando como estaba.

1:00:03Este otro cayó acá, ¿no es cierto?

1:00:08Ya. Y desde el árbol, si ahora nos vamos

1:00:11por el camino de abajo acá,

1:00:14puede que el el nuevo elemento que viene

1:00:16entrando caiga justo a la izquierda, ¿no

1:00:17es cierto?

1:00:21Si cae justo a la izquierda, entonces

1:00:24obtenemos ese de ahí, no hay para qué

1:00:26dibujarlo de nuevo, ¿no es cierto? Y si

1:00:28cae justo a la derecha

1:00:30va a ser esto.

1:00:41Okay. Bueno, eso sería si yo dejara

1:00:46a estos árboles evolucionar por su

1:00:48cuenta. Pero como estoy tratando de

1:00:52aplicar esta idea de que antes de

1:00:55comprometerme de que quién va a ser la

1:00:57raíz de un subárbol,

1:00:59eh yo eh me

1:01:03espero hasta que hay tres elementos ahí

1:01:06elijo la mediana y la mediana queda como

1:01:10raíz. Entonces, eso quiere decir que

1:01:14aquí pasa lo siguiente. En este si

1:01:18cuando resultó esto, eso es justo lo que

1:01:20yo quería, que la mediana de los tres

1:01:22quede como raíz y los otros uno a cada

1:01:24lado. Así que estamos bien ahí, ¿no es

1:01:25cierto?

1:01:26El

1:01:28problema está aquí y acá. Bueno, si yo

1:01:32llego a esta situación o llego a esta,

1:01:35yo ahora voy a hacer como que dir una

1:01:38pequeña rotación. No sé si ustedes se

1:01:40acuerdan los abeles para dejar como raíz

1:01:43al del medio y acá una pequeña rotación

1:01:45para dejar raíz al del medio. De modo

1:01:48que al final a través de esa pequeña

1:01:51rotación

1:01:52ya

1:01:57a través de una rotación

1:02:03yo llego a este y a través de una

1:02:05rotación yo llego a ese. O sea, al final

1:02:08de una manera u otra, yo termino siempre

1:02:12llegando a ese, ese es mi objetivo.

1:02:15¿Okay?

1:02:16Entonces, cuando yo llego a ese ese

1:02:20estado,

1:02:22al elemento de de arriba,

1:02:25yo ya lo considero que está en su lugar

1:02:27definitivo. Le pongo un tic ahí, por

1:02:29ejemplo. Ya, ese está en un lugar

1:02:32definitivo, pero eh los otros dos no.

1:02:37Los otros dos, cada uno sigue por su

1:02:39cuenta, ¿ya? O sea, este quedó en el

1:02:43subárbol izquierdo, este quedó en el

1:02:46subárbol derecho, pero ese subárbol

1:02:48izquierdo tiene un solo elemento a la

1:02:49fecha. El de la derecha todavía tiene

1:02:51solo un elemento. Por lo tanto, esos

1:02:54elementos que ustedes ven ahí no tienen

1:02:56ganado su derecho a ser raíz de esos de

1:02:59esos pequeños arbolitos. Tienen que

1:03:01esperar hasta que se forme un quórum de

1:03:03tamaño tres y ahí se va a elegir a quién

1:03:05va a ser la raíz de ese pequeño

1:03:07arbolito. ¿Ya? Entonces, lo que va a

1:03:10ocurrir es que después de un rato yo voy

1:03:14a tener una cosa así.

1:03:16Voy a tener aquí arriba un montón de de

1:03:20elementos que ya

1:03:25ya se ganaron su derecho a a estar en el

1:03:28lugar donde están y nadie los va a mover

1:03:30de ahí. Ya. En cambio, por aquí abajo,

1:03:35en lo que ya podríamos dar el borde,

1:03:41voy a tener

1:03:44elementos

1:03:47que están así, por ejemplo, ya

1:03:51otros que están así,

1:03:57otros que están así.

1:04:01etcétera, ya que son pequeños arbolitos

1:04:05que todavía están a la espera de que se

1:04:08junte el cuero suficiente para poder

1:04:10elegir a quién va a ser la raíz de ese

1:04:12pequeño arbolito. Okay. Eh, mientras

1:04:16tanto están ahí a la espera. Ellos no

1:04:18tienen todavía un titic verde. Ah, están

1:04:20esperando qué va a pasar en en el

1:04:22futuro. Y se fijan que con esto yo he

1:04:26generalizado mi concepto del borde,

1:04:28porque antes yo decía que el borde eran

1:04:30solo las hojas y ahora estoy diciendo

1:04:33que el borde son todos los pequeños

1:04:34arbolitos que todavía están a la espera

1:04:36de que se reúna el cuero suficiente. Ah,

1:04:39entonces eh por ejemplo este de aquí, a

1:04:42este todavía le falta harto para que

1:04:44haya quórum. Falta que llegue un segundo

1:04:46elemento, ¿no es cierto? Cuando va a

1:04:47pasar a ser de este tipo, de este otro.

1:04:49Incluso si estamos aquí, todavía le

1:04:50falta. Cuando llegue el tercero, recién

1:04:52ahí se va a poder determinar quién es la

1:04:54raíz. La raíz va a quedar en la parte de

1:04:56arriba, ah, por así decirlo, con un tic

1:04:58verde y y los dos restantes, este y este

1:05:03otro, van a quedar así en la forma de

1:05:05este, a la espera de que se junte el

1:05:07cuero. ¿Okay?

1:05:09Entonces, eh

1:05:13ahora vamos a hacer lo siguiente. Eh

1:05:17esto de estar dibujando todo el tiempo

1:05:18estos arbolitos, eh, es laborioso, ¿ya?

1:05:23Y además

1:05:25eh por ejemplo,

1:05:28aquí yo estoy distinguiendo si el si

1:05:30cuando había primero uno solo, el que

1:05:32llegó después cayó a su derecha o cayó a

1:05:34su izquierda. En realidad, distinguir

1:05:36entre este caso y el otro es oceoso.

1:05:39Pues no lo mismo si cayó a la derecha o

1:05:40si cayó a la izquierda. Cuando se junta

1:05:42el quórum de tres, ahí se va a decidir

1:05:44quién va a estar realmente como raíz y

1:05:46quién va a estar a cada lado, ¿no es

1:05:47cierto? Entonces, eh voy a simplificar

1:05:50el dibujo.

1:05:55Para simplificar

1:05:59el dibujo,

1:06:03cuando yo tenga esto en el borde,

1:06:07lo voy

1:06:09a representar así,

1:06:13como una hoja con un dato en su

1:06:14interior. Y cuando yo tenga

1:06:17esto

1:06:19en el borde

1:06:23o esto en el borde, está lo mismo.

1:06:30Esto yo voy aentar como una hoja con dos

1:06:33datos en su interior.

1:06:36Y voy a decir que esto es una hoja de

1:06:39tipo uno

1:06:42y esto es una hoja de tipo dos.

1:06:47Okay.

1:06:49Entonces,

1:06:52el efecto de una inserción

1:07:04va a ser que cuando yo tengo una hoja de

1:07:07tipo uno

1:07:10y cae justo un elemento en su interior,

1:07:14entonces cuando llega una cuando llega

1:07:16una

1:07:18una inserción

1:07:21que habría esta es una hoja de tipo uno.

1:07:23Cuando llega una inserción que habría

1:07:24caído aquí o acá,

1:07:27en realidad, bueno, pasa a ser este o

1:07:30este, pero pero en realidad lo estoy

1:07:32representando así. O sea, cuando tengo

1:07:34una hoja

1:07:36con un dato anterior de tipo uno y llega

1:07:39un nuevo dato, simplemente se transforma

1:07:41en una hoja de tipo dos.

1:07:43¿Ya?

1:07:45Y cuando tengo una hoja de tipo dos y

1:07:49llega un nuevo dato que cae ahí, que

1:07:51vendría a ser el caso en que esto cae

1:07:54aquí, aquí, aquí o aquí, aquí, aquí, ahí

1:07:58junto el quórum de tres, ahí yo decido

1:08:01quién va a ser raíz, ¿no es cierto? como

1:08:03aquí

1:08:06y los otros dos quedan uno a cada lado,

1:08:09pero al quedar uno a cada lado son hojas

1:08:11de tipo uno.

1:08:13Así es que esto va a quedar así.

1:08:16va a quedar

1:08:19este que ya por decirlo podría ponerle

1:08:22un tic verde, pero en realidad no hace

1:08:24falta ponerle tic verde ahora

1:08:26porque eh por el hecho de ser dibujado

1:08:29no interno se supone que ya tiene su

1:08:31derecho ganado y nadie lo va a mover de

1:08:33ahí. Ah, y un nivel más abajo quedan las

1:08:38dos hojas de tipo uno,

1:08:42ya que en el fondo significa que estamos

1:08:45volviendo acá e en esta especie de

1:08:48diagrama de transición, ¿no es cierto?

1:08:53Ahora, ¿cómo comenzó todo esto? Comenzó

1:08:55con una hoja, una verdadera hoja vacía.

1:08:59Eso era cuando tenía n = 0 elemento, ¿no

1:09:01es cierto? Y cuando

1:09:03apareció el primer dato, se transformó

1:09:06en una hoja de tipo uno y de para

1:09:08adelante nunca más vimos aparecer hojas

1:09:10de tipo cero. Ah, pero sí existió una

1:09:14hoja de tipo cero al inicio de los

1:09:16tiempos. Ah, entonces las hojas de tipo

1:09:18cero son trancientes, existen solo al

1:09:20inicio y después ya nunca más. Eh, pero

1:09:23son importantes para dar el puntap

1:09:25inicial al proceso. De ahí para adelante

1:09:27eh tenemos solo hojas de tipo uno y dos

1:09:30como hojas que están permanentes dentro

1:09:33del árbol. Ah, entonces ahora si yo

1:09:37fuera a dibujar el árbol, lo que yo

1:09:38tendría

1:09:40sería algo de esta forma.

1:09:44Aquí adentro tengo

1:09:53todos los datos que ya están en su lugar

1:09:57definitivo.

1:09:59Y acá

1:10:01tengo hojas

1:10:04que pueden ser de tipo uno, tipo dos,

1:10:09una mezcla, ¿no es cierto?

1:10:13Y estos están aquí en el borde. Así que

1:10:16con esto ah, bueno, eh

1:10:19inicialmente

1:10:24inicialmente lo que tengo es simplemente

1:10:27una hoja de tipo cero, nada más. Todo mi

1:10:29árbol es una hoja de tipo cero. Ya, pero

1:10:33con esto yo he vuelto a mi definición

1:10:34original del borde. El borde contiene

1:10:37las hojas, solo que en este caso las

1:10:39hojas ya no son espacios vacíos o

1:10:43punteros nulos, ¿no es cierto? Ahora

1:10:45pueden almacenar elementos, pueden

1:10:47almacenar cero, uno o dos elementos.

1:10:51Ya. Así que ese es mi nuevo concepto de

1:10:53hoja,

1:10:55lo cual me permite seguir hablando desde

1:10:57el de del borde tal como lo hacía antes.

1:11:00Okay. Ahora,

1:11:04hay otra cosa que cambia.

1:11:07¿Cuál es la probabilidad

1:11:15de que una inserción aleatoria

1:11:26caiga en una hoja dada

1:11:35según su tiempo.

1:11:42Bueno, la probabilidad de caer en una

1:11:45hoja de tipo cer

1:11:47es 1/ido por n + 1, ¿cierto? Es lo mismo

1:11:50que antes. Eso es cuando son hojas

1:11:52vacías la probabilidad es 1 parti por n

1:11:55+ 1 caer ahí. Pero, ¿cuál es la

1:11:58probabilidad

1:11:59de caer en una hoja que tiene un dato en

1:12:02su interior?

1:12:04Ya.

1:12:06Bueno, vamos a ver qué significa eso.

1:12:09Una hoja que tiene un dato en su

1:12:12interior es una abreviatura, digamos,

1:12:14para este pequeño arbolito.

1:12:17Y este pequeño arbolito tiene dos hojas,

1:12:19dos hojas en el sentido original, ¿no es

1:12:21cierto? ¿En dónde podría caer la

1:12:24probabilidad de caer aquí? es 1/ n + 1.

1:12:26La probabilidad de caer acá es 1/ido por

1:12:28n + 1. Por lo tanto, la suma es 2/ n +

1:12:311.

1:12:35La probabilidad de caer en una hoja dada

1:12:37de tipo 1 es 2 par n + 1.

1:12:42Y por el mismo razonamiento, la

1:12:44probabilidad de caer en una hoja dada de

1:12:47tipo 2

1:12:50es 3/ por n + 1.

1:12:54Porque una hoja de tipo dos

1:12:58aquí o aquí tiene tres posibles puntos

1:13:01de inserción, ¿ya?

1:13:05Así que las hojas ahora ya no son

1:13:11equobables.

1:13:16Ya tengo espacio. Las hojas ya no son

1:13:18equobables.

1:13:20Su probabilidad depende del tipo de hoja

1:13:22que sea.

1:13:24O sea, bueno, por,

1:13:28o sea, en general

1:13:33la probabilidad de caer en una hoja de,

1:13:37a ver,

1:13:40eh, déjenme dibujarlo mejor esto. La

1:13:44probabilidad de caer en una hoja,

1:13:47digamos, de tipo J.

1:13:50Ah, el J indicando que hay J puntitos en

1:13:53su interior es J + 1 parido por N + 1.

1:14:00Esa ya

1:14:02caso J es J puede ser 0 1 o 2, ¿no es

1:14:08cierto?

1:14:10Pero esto está pavimentando el camino

1:14:12para la generalización porque

1:14:16eh

1:14:18el número tres no no

1:14:22tiene nada demasiado especial comparado

1:14:24con otros números impares, ¿no es

1:14:25cierto? Yo podría tener mediana de

1:14:28cinco, mediana de siete. Esperar hasta

1:14:31que haya un cuerum de tamaño cinco para

1:14:33elegir a la raíz o cuerum de tamaño

1:14:35siete para elegir a la raíz. Y en ese

1:14:37caso yo tendría más hojas

1:14:40eh

1:14:42de este de diversos tipos, ¿no es

1:14:43cierto? No solamente tres tipos, tendría

1:14:46más. Bueno, okay. Sigamos adelante.

1:14:50Definamos

1:14:56a sub n k de tipo j.

1:15:02Número esperado

1:15:07de hojas

1:15:11de tipo J

1:15:16en el nivel K

1:15:22en un ABB

1:15:27con

1:15:29N llaves. es

1:15:33un ABB

1:15:34modificado, ¿no? En realidad ABB

1:15:39más mediana de tres.

1:15:45Okay.

1:15:47O sea, no es una B cualquiera, es una B

1:15:49donde yo estoy aplicando esta eurística

1:15:52ah para eh ir designando a la raíz de

1:15:56cada pequeño su árbol. Okay. Ya.

1:16:00Entonces, escribamos ecuaciones.

1:16:03¿Alcanzamos a escribir ecuaciones? Sí,

1:16:04parece que sí. Ya. Eh, ¿qué sería a sub

1:16:08n + 1

1:16:11coma k de tipo 0?

1:16:14Ya, supongamos que yo me concentro en

1:16:16las hojas de tamaño de tipo cero. Bueno,

1:16:19la después de una inserción las hojas de

1:16:21tipo cero.

1:16:23Esto quedó muy muy esquinudo

1:16:29ahí más redondo.

1:16:34Eso

1:16:36tipo cero son las mismas que habían

1:16:38antes. A sub n k de tipo cer, ¿no es

1:16:42cierto?

1:16:43menos las que pierdo, más las que gano.

1:16:45Cuando yo pierdo una hoja de tipo cero,

1:16:48yo pierdo una hoja de tipo cero

1:16:51cuando eh

1:16:55con la probabilidad de que justo eh una

1:16:58inserción caiga en una hoja de tipo cero

1:17:00que estaba en este nivel, ¿no es cierto?

1:17:02Y eso eh la probabilidad va a ser a sub

1:17:06n k de tipo 0

1:17:10partido por n + 1.

1:17:13Ya. Y con esa probabilidad yo pierdo

1:17:18eh, a ver, déjenme escribirlo de otra

1:17:19manera por compatri.

1:17:28Ya yo pierdo eh

1:17:33yo pierdo una hoja.

1:17:36Ah, ya. La probabilidad de caer en una

1:17:38hoja de tipo 1 dada es 1 parido por n +

1:17:411. Y eso hay que ponderarlo por el

1:17:44número de hojas de tipo cero que había

1:17:48en ese nivel. Ahí está. Okay. Lo escrib

1:17:50así. Y y eso son las hojas que yo

1:17:53pierdo. ¿Cuándo gano hoja de tipo cero?

1:17:54respuesta nunca. Ningún proceso genera

1:17:57hojas de tipo cero, solo las que había

1:17:59originalmente, que eran una. En

1:18:01realidad, esta ecuación es es eh es una

1:18:04ecuación general, pero si ustedes la la

1:18:07le ponen los datos iniciales, o sea, que

1:18:09inicialmente hay una solo objetivo uno,

1:18:11lo que está diciendo es que apenas

1:18:13aparece la primera inserción en esa hoja

1:18:14desaparece y no se vuelve a ver nunca

1:18:16más. Ah, así que un poquito ocioso

1:18:18escribirlo así, pero es coherente con lo

1:18:19que viene después. Eh, ¿qué pasa con la

1:18:22hoja de tipo un?

1:18:27La hoja de tipo uno que yo tengo en el

1:18:28nivel caso las que tenía antes,

1:18:33¿cierto? Menos las que pierdo más los

1:18:35que más las que gano. ¿Cuándo yo pierdo

1:18:38una hoja de tipo uno? Cuando cae una

1:18:40inserción justo en esa hoja de tipo uno,

1:18:43¿no es cierto? Y en ese caso yo pierdo

1:18:45una hoja. ¿Con qué probabilidad ocurre

1:18:47eso? Probabilidad 2 partid por n + 1.

1:18:49Porque las hojas de tipo 1 tienen

1:18:50probabilidad 2 partid por n + 1 de que

1:18:52caiga ahí.

1:18:53Y eso hay que ponderarlo por el número

1:18:55de hojas que hay de tipo uno.

1:18:59Eso es la la el número prado de hojas

1:19:01que yo pierdo. ¿Cuándo yo gano hojas de

1:19:04tipo uno? Yo tengo dos maneras de ganar

1:19:07hojas de tipo uno. Uno es cuando una

1:19:10hoja de tipo cero

1:19:13se transforma en una hoja de tipo uno y

1:19:15en ese gano, en ese caso, gano una hoja

1:19:17en el mismo nivel, ¿no es cierto?

1:19:19Entonces yo gano una hoja de tipo 1 con

1:19:23probabilidad 1/ido por n + 1 ponderado

1:19:26por el número

1:19:29de hojas de tipo cero que hay ahí.

1:19:33Y la otra forma que yo gano hojas de

1:19:35tipo uno

1:19:39es cuando eh aquí en esta vuelta aquí de

1:19:44aquí para acá ya cuando la inserción cae

1:19:47en una hoja de tipo dos que está en el

1:19:50nivel k - 1 y en ese caso yo gano dos

1:19:54hojas de tipo uno en el nivel K, ¿ya?

1:19:59Entonces ahí se hace un poquito más

1:20:01complicado, hay que escribirlo con

1:20:02cuidado.

1:20:04Entonces yo voy a ganar

1:20:06dos hojas de tipo uno, ¿no es cierto? Y

1:20:12y cuando yo caigo en una hoja de tipo

1:20:14dos y eso ocurre con probabilidad 3

1:20:17parido por n + 1, ponderado por el

1:20:20número de hojas de tipo dos que hay.

1:20:25¿Ya? ¿Y qué pasa con las hojas de tipo

1:20:27dos?

1:20:33en el nivel K. Ya. Bueno, las hojas de

1:20:36tipo dos en el nivel K que hay ahora son

1:20:40las que había antes,

1:20:42menos las que pierdo más las que gano.

1:20:46Cuando yo pierdo una hoja de tipo dos,

1:20:49yo pierdo una hoja de tipo dos cuando la

1:20:51inserción cae justo en esa hoja de tipo

1:20:53dos. Entonces yo pierdo una hoja con la

1:20:57probabilidad 2 par por n + 1, que es la

1:21:00probabilidad de caer, perdón, 3 3 no es

1:21:03cierto

1:21:063 parido por n + 1, que es la

1:21:07probabilidad de caer en una hoja de tipo

1:21:092 ponderado por el número de hojas de

1:21:13tipo dos

1:21:15que hay en ese nivel.

1:21:20Por otro lado, cuando yo gano una hoja

1:21:22de tipo dos, yo gano una hoja de tipo

1:21:26dos cuando se produce esta transición de

1:21:29hoja de tipo uno a tipo dos y queda en

1:21:32el mismo nivel, ¿no es cierto? Entonces

1:21:34yo gano una hoja de tipo dos cuando se

1:21:37produce una inización en una hoja de

1:21:39tipo uno que estaba en el mismo nivel.

1:21:43Entonces yo gano una hoja de tipo

1:21:49dos cuando cae una inserción en una hoja

1:21:52de tipo 1. Eso ocurre con probabilidad 2

1:21:55parido por n + 1

1:21:58eh ponderado por el número de hojas de

1:22:00tipo uno que hay en el mismo nivel.

1:22:04Ya. Ahora esto, ojo, esto me recuerda

1:22:08que yo cometí un error recién que fue

1:22:10aquí. Yo dije, hay que escribirlo con

1:22:12cuidado y al final no lo escribí con

1:22:14tanto cuidado. Aquí hay un error.

1:22:18¿Dónde está el error? Es correcto que yo

1:22:19gano dos hojas. Es correcto que 3 parid

1:22:22por n + 1 es la probabilidad de caer en

1:22:24una hoja de tipo dos. Pero esa hoja de

1:22:27tipo dos hay que ponderar por el número

1:22:28de hojas de tipo dos, pero las hojas de

1:22:30tipo dos que están un nivel más arriba,

1:22:34K - 1,

1:22:37¿cierto?

1:22:40Esa hoja de tipo dos tiene queado en el

1:22:42nivel k - 1 para que esta hoja de tipo 1

1:22:45aparezca en el nivel k, ¿ya? Así que voy

1:22:48a aprovechar de ponerle un destacador

1:22:49aquí para que eh ponemos por aquí

1:22:55para que ustedes noten que esto es un

1:22:59detalle super importante.

1:23:05Eh, ya vamos.

1:23:10Uh, 4 minutos. Ya creo que este es un

1:23:13buen momento para terminar. Ah, tenemos

1:23:15planteado nuestro problema. Aquí está el

1:23:17problema. Eh,

1:23:25ya quizás alcanzamos a decir que

1:23:32a sub,

1:23:34perdón, a sub

1:23:38de tipo cero es un delta de cronaker,

1:23:43¿cierto? Al inicio lo único que hay es

1:23:46una hoja de tipo cer a nivel uno, cuando

1:23:50hay cuando n es igual a 0. ¿Ya? ¿Y qué

1:23:53pasa con las otras hojas?

1:23:55A sub n k de tipo 1 es igual a a sub n k

1:24:03perdón, estamos hablando del cer0.

1:24:07Ya, cuando n es ig a 0, las hojas de

1:24:11tipo uno y de tipo 2 que existen son cer

1:24:17hoja de tipo uno ni tipo dos, solo hay

1:24:19una hoja de tipo cero. Esa es la

1:24:21condición inicial. ¿Ya? Y ya. Pues

1:24:25bueno, es un buen momento para parar

1:24:27porque ahora ya tenemos planteadas

1:24:29nuestras ecuaciones. Ahora lo que

1:24:32necesitamos

1:24:33es poder resolver este problema.

1:24:39Okay. Muy bien. Con eso concluimos la

1:24:43clase de de hoy día.

1:24:49Muchas gracias, profe.

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