160 likes | 425 Views
Diskretni problemi Grafi, drevesa Osnovna pravila kombinatorike Izbori Porazdelitve Metoda tirov Pravilo vključitev in izključitev Rodovne funkcije Trdnjavski polinomi Rekurzivne enačbe. Eulerjeva in Möbiusova funkcija Operatorji Polinomska zaporedja. Vsebina. Polinomska zaporedja.
E N D
Diskretni problemi Grafi, drevesa Osnovna pravila kombinatorike Izbori Porazdelitve Metoda tirov Pravilo vključitev in izključitev Rodovne funkcije Trdnjavski polinomi Rekurzivne enačbe Eulerjeva in Möbiusova funkcija Operatorji Polinomska zaporedja Vsebina Kombinatorika 2002
Polinomska zaporedja • Zaporedje polinomov (Pn(x)), n = 0,1, ... Imenujemo polinomsko zaporedje, če je degPn(x) = n. • Izrek: Vsako polinomsko zaporedje je baza vektorskega prostora polinomov R[x]. Kombinatorika 2002
Vezni koeficienti • Polinomski zaporedji (Pn(x)) in (Qn(x)) povezujejo vezni koeficienti: • Pn(x) = a(n,0) Q0(x)+ a(n,1) Q1(x)+...+ a(n,n) Qn(x) • Qn(x) = b(n,0) P0(x)+ b(n,1) P1(x)+...+ b(n,n) Pn(x) • Izrek: Naj bosta polinomski zaporedji (Pn(x)) in (Qn(x)) povezani z zgornjimi veznimi koeficienti. Tedaj za poljubni zaporedji (un) in (vn) velja: • un = a(n,0) v0 + a(n,1) v1 +...+ a(n,n) vn • če in samo če • vn = b(n,0) u0 + b(n,1) u1 +...+ b(n,n) un Kombinatorika 2002
Bernoullijevi polinomi • Več polinomskih zaporedij (Pn(x)), n=0,1,... Zadošča pogoju: • DPn(x) = Pn-1(x). • Polinomsko zaporedje, ki zadošča dvema pogojema: • Dbn(x) = bn-1(x), Dbn(x) = xn-1/n! • b0(x) = 1, b1(x) = x-1/2, b2(x) = x2/2-x/2+1/12,... • Bn(x) := n! bn(x) – Bernoullijevi polinomi. Kombinatorika 2002
Bernoullijeva števila • Bernoullijeva števila Bn lahko definiramo s pomočjo Bernoullijevih polinomov Bn(x): • Bn := Bn(0). • text/(et-1)– eksponentna rodovna funkcija za Bernoullijeve polinome Bn(x). • t/(et-1)– eksponentna rodovna funkcija za Bernoullijeva števila Bn. Kombinatorika 2002
Eulerjevi polinomi • Eno samo polinomsko zaporedje, zadošča dvema pogojema: • DEn(x) = En-1(x), MEn(x) = xn/n! • E0(x) = 1, E1(x) = x-1/2, E2(x) = x2/2-x/2,... • En(x) – Eulerjevi polinomi. Kombinatorika 2002
Eulerjeva števila • Eulerjeva števila En lahko definiramo s pomočjo Eulerjevih polinomov En(x): • En := 2n En(1/2). • 2ext/(et+1)– eksponentna rodovna funkcija za Eulerjeve polinome En(x). • 2et/(e2t +1)– eksponentna rodovna funkcija za Eulerjeva števila En. Kombinatorika 2002
Enačba deli in vladaj • Naj velja rekurzija: • T(1) = 0 • T(n) = a T(n/c) + b .n, n > 1 • Za n = ck dobimo rešitev: • T(n) = bn (1 + a/c + a2/c2 +... + ak-1/ck-1) = bn((a/c)k-1)/(a/c – 1) • Naloga: Rešitev T(n) obravnavaj za naslednje funkcije primere: • a < c: T(n) = O(n). • a = c: T(n) = O(n log n) • a > c: T(n) = O(nd), kjer je d = logca . Kombinatorika 2002
Stirlingova števila prve vrste • Naj s(n,k) označuje število permutacij reda n, ki so produkti k disjunktnih ciklov. • Očitno je: s(n,0) = 0, s(n,n) = 1 • Poleg tega: s(n,1) = (n-1)! • Trditev: Za n,k > 0 velja: • s(n,k) = (n-1)s(n-1,k) + s(n-1,k-1) Kombinatorika 2002
Stirlingov trikotnik (prve vrste) n = 1 r = 2 s(5,2)=50 n = 5 Kombinatorika 2002
Navadne in padajoče potence • Definirajmo: • x[0] = 1 • x[n] = x[n-1] (x-n+1) za n > 0. • Trditev: • xn = S(n,0) x[0] + S(n,1) x[1] + ... + S(n,n) x[n] • x[n] = s(n,n)xn - s(n,n-1)xn-1 + ... +(-1)n s(n,0)x0 Kombinatorika 2002
Naraščajoče in padajoče potence • Definirajmo: • x[0] = 1 • x[n] = x[n-1] (x+n-1) za n > 0. • Vezne koeficiente označimo: • x[n] = L’(n,0) x[0] + L’(n,1) x[1] + ... + L’(n,n) x[n] • Števila L’(n,k) se imenujejo nepredznačenaLahova števila. Kombinatorika 2002
Lahova števila • Ob številih L’(n,k) lahko definiramo še (predznačena) Lahova števila L(n,k) takole: L(n,k) = (-1)nL’(n,k). Veljata zvezi: • (-x)[n] = L(n,0) x[0] + L(n,1) x[1] + ... + L(n,n) x[n] • x[n] = L(n,0)(-x)[0] + L(n,1)(-x)[1] + ... + L(n,n)(-x)[n] Kombinatorika 2002
Izraz za Lahova števila • Lahova števila lahko izračunamo neposredno: • L(n,k) = (-1)n n!(n-1)!/[k!(k-1)!(n-k)!] • L’(n,k) = n!(n-1)!/[k!(k-1)!(n-k)!] • Po kom se pravzaprav imenujejo Lahova števila? Kombinatorika 2002
Poimenovanje Lahovih števil • Po kom se pravzaprav imenujejo Lahova števila? • Leta 1955 jih je odkril in v nemščini objavil slovenski matematik Ivo Lah. Leta 1958 jih je v svoji knjigi o kombinatoriki po njem poimenoval Riordan, ki je v Math. Reviews ocenil njegov članek. • [Ivo Lah (Štrukljeva vas 5.9.1896 – Ljubljana, 23.3.1979)] Kombinatorika 2002
Reference na Lahova števila • V. Batagelj, Kombinatorika, str.79-80, 1997. • S. Gill Williamson: Combinatorics for Computer Science, str. 176, 1985 • John Riordan, An Introduction to Combinatorial Analysis, Wiley, New York, 1958. Kombinatorika 2002