Articulo de referencia

Juego firmado

En matemáticas, un conjunto con signo es un conjunto de elementos junto con la asignación de un signo (positivo o negativo) a cada elemento del conjunto. Representación Los conj...

En matemáticas, un conjunto con signo es un conjunto de elementos junto con la asignación de un signo (positivo o negativo) a cada elemento del conjunto.

Representación

Los conjuntos con signo pueden representarse matemáticamente como un par ordenado de conjuntos disjuntos , uno para sus elementos positivos y otro para sus elementos negativos. [ 1 ] Alternativamente, pueden representarse como una función booleana , cuyo dominio es el conjunto subyacente sin signo (posiblemente especificado explícitamente como una parte separada de la representación) y cuyo rango es un conjunto de dos elementos que representan los signos. [ 2 ] [ 3 ]

Los conjuntos firmados también pueden llamarseZ2{\displaystyle \mathbb {Z} _ {2}}- conjuntos graduados . [ 2 ]

Solicitud

Los conjuntos con signo son fundamentales para la definición de matroides orientados . [ 1 ]

También pueden utilizarse para definir las caras de un hipercubo . Si el hipercubo consta de todos los puntos en el espacio euclidiano de una dimensión dada cuyas coordenadas cartesianas están en el intervalo[1,+1]{\displaystyle [-1,+1]}, entonces se puede utilizar un subconjunto con signo de los ejes de coordenadas para especificar los puntos cuyas coordenadas dentro del subconjunto son1{\displaystyle -1}o+1{\displaystyle +1}(según el signo en el subconjunto con signo) y cuyas otras coordenadas pueden estar en cualquier lugar del intervalo[1,+1]{\displaystyle [-1,+1]}. Este subconjunto de puntos forma una cara, cuya codimensión es la cardinalidad del subconjunto con signo. [ 4 ]

Combinatoria

Enumeración

El número de subconjuntos con signo de un conjunto finito dado denorte{\displaystyle n}elementos es3norte{\displaystyle 3^{n}}, una potencia de tres , porque hay tres opciones para cada elemento: puede estar ausente del subconjunto, presente con signo positivo o presente con signo negativo. [ 5 ] Por la misma razón, el número de subconjuntos con signo de cardinalidadr{\displaystyle r}es

2r(norter),{\displaystyle 2^{r}{\binom {n}{r}},}

y sumando estos obtenemos un ejemplo del teorema del binomio ,

r2r(norter)=3norte.{\displaystyle \sum _{r}2^{r}{\binom {n}{r}}=3^{n}.}

Familias que se cruzan

Un análogo del teorema de Erdős-Ko-Rado sobre la intersección de familias de conjuntos también se cumple para conjuntos con signos. La intersección de dos conjuntos con signos se define como el conjunto con signos de elementos que pertenecen a ambos y tienen el mismo signo en ambos. Según este teorema, para cualquier colección de subconjuntos con signos de un conjunto,norte{\displaystyle n}-conjunto de elementos, todos con cardinalidadr{\displaystyle r}y todos los pares que tienen una intersección no vacía, el número de subconjuntos con signo en la colección es como máximo

2r1(norte1r1).{\displaystyle 2^{r-1}{\binom {n-1}{r-1}}.}

Por ejemplo, una familia intersecante de este tamaño se puede obtener eligiendo el signo de un único elemento fijo y tomando la familia como todos los subconjuntos con signo de cardinalidadr{\displaystyle r}que contienen este elemento con este signo. Pararnorte/2{\displaystyle r\leq n/2}Este teorema se deduce inmediatamente del teorema de Erdős-Ko-Rado sin signo, ya que las versiones sin signo de los subconjuntos forman una familia que se interseca y cada conjunto sin signo puede corresponder a como máximo2r1{\displaystyle 2^{r-1}}conjuntos con signo. Sin embargo, para valores mayores der{\displaystyle r}Se necesita una prueba diferente. [ 3 ]

Referencias

  1. 1 2 Las Vergnas, Michel (1980), "Convexidad en matroides orientados", Journal of Combinatorial Theory , Serie B, 29 (2): 231– 243, doi : 10.1016/0095-8956(80)90082-9 , MR 0586435 
  2. 1 2 Brini, A. (julio de 2005), "Combinatoria, superálgebras, teoría invariante y teoría de la representación" , Séminaire Lotharingien de Combinatoire , 55 , art. B55g, señor 2373407 ; véase en particular la Sección 3.4, pág. 15
  3. 1 2 Bollobás, B. ; Leader, I. (1997), "Un teorema de Erdős–Ko–Rado para conjuntos con signo", Computers and Mathematics with Applications , 34 (11): 9– 13, doi : 10.1016/S0898-1221(97)00215-0 , MR 1486880 
  4. Metropolis, N. ; Rota, Gian-Carlo (1978), "Sobre la red de caras de lanorte{\displaystyle n}-cubo", Boletín de la Sociedad Matemática Americana , 84 (2): 284– 286, doi : 10.1090/S0002-9904-1978-14477-2 , MR 0462997 
  5. Esta fórmula para el número de subconjuntos con signo y el número de caras de un hipercubo se generaliza al número de caras de un politopo de Hanner ; véase Kalai, Gil (1989), "The number of faces of centrally-symmetric polytopes", Graphs and Combinatorics , 5 (1): 389–391 , doi : 10.1007/BF01788696 , MR 1554357