[Matemáticas concretas·Prueba biyectiva]Ejemplo: Una prueba de una identidad dividida

Antes de empezar, gracias querido profe jk por su gran enseñanza!!!!!!

El trabajo de este artículo: He refinado el ppt y he hecho algunas explicaciones complementarias.


prueba biyectiva : traducida al método de mapeo uno a uno/prueba biyectiva. El propósito es construir un tipo de problema que tenga una relación de mapeo uno a uno con el problema original y que sea fácil de resolver cuando el problema original es difícil de resolver. Al resolver el problema de clase, se resuelve el problema original,


·Descripción del tema:

 Método de prueba: utilice la unicidad de la descomposición en cuadrados de potencia para construir una correlación uno a uno.


Descripción del método:

        En la descomposición de números impares, algunos números impares se repiten, como 21=3+3+3+3+3+1+5, en el que 3 se repite 5 veces. Luego, debemos convertir estos cinco 3 en dos números diferentes para lograr el propósito de "dos divisiones diferentes".

Tomemos esta descomposición como ejemplo para hablar sobre el método de conversión:

① Usamos un par de dos tuplas para describir los "cinco 3". Las dos tuplas se definen como (multiplicidad k, número impar a)=(5,3)

②De acuerdo con el principio de descomposición de potencia cuadrada: cualquier número entero positivo se puede descomponer en una única potencia de 2 con diferentes elementos

Es decir, k= 2^{a_{1}}+2^{a_{2}}+......+2^{a_{t}}, donde a_{1}<a_{2}<....<a_{t}

entonces 5=2^{0}+2^{2}=1+4  _   NOTA: ¡Esta descomposición es única! ! ! Esto asegura que nuestras transformaciones sean un mapeo uno a uno.

③Dado que cada elemento en la descomposición de potencia anterior es único, se pueden combinar con un número impar a para obtener números diferentes

        a+a+a+...+a = 2*k=a*(2^{a_{1}}+2^{a_{2}}+...+2^{a_{t}})= a*2^{a_{1}}+a*2^{a_{2}}+...+a*2^{a_{t}}

Por ejemplo 3+3+3+3+3 =3*5=1*3+4*3 = 3 + 12

Luego convierta estos 5 3 repetidos en dos números no repetidos 3 y 12

De esta forma, los "números impares con repeticiones" se pueden convertir en únicos "números sin repeticiones"


        aún no ha terminado

Pregunta 1: ¿Es posible que los números no repetidos convertidos entren en conflicto con otros números y provoquen nuevas repeticiones?

Respuesta: imposible.

Análisis: Hay dos posibilidades de duplicación: 1. Duplicación con el número existente en la secuencia original 2. Conflicto con otros números convertidos que tienen números impares duplicados

        Por el momento, nombre el número repetido como a, entonces a se obtiene por conversión y se puede escribir como   a=2^{t}*(2k+1) , donde 2k+1 representa un número impar que descompone a

Posibilidad ①: Cuando a es un número par, es imposible porque la secuencia original es una secuencia impar.

                 Cuando a es un número impar, t solo puede ser 0 (de lo contrario, a es un número par), entonces a es el propio número impar que debe descomponerse. Entonces, naturalmente, no se repetirá con otros números en la secuencia original.

Posibilidad ②: Duplicar con otros números impares convertidos. Este problema es equivalente a: a=2^{t}*(2k+1)se puede obtener descomponiendo dos números. Obviamente, esto puede no ser cierto. ¡Hay una y solo una manera de descomponer cualquier número en una potencia de número impar*2! En otras palabras, ¡el número impar 2k+1 es único!

Resultados de la discusión: este método puede convertir únicamente las divisiones impares con repeticiones en divisiones no repetidas

 


        aún no ha terminado

Pregunta 2: Los resultados anteriores solo muestran que hay un mapeo unidireccional de "división impar" a "división no repetida de dos-dos" en este método. ¿Hay una cierta "división no repetida de dos-dos" en " división impar" ¿No puede encontrar la imagen original?

Respuesta: no!

Análisis: demuestre que cualquier "división no repetida de dos-dos" se puede mapear de forma única a "división impar"

Propósito: para un número par a en una cierta "división no repetitiva de dos por dos", vuelva a convertirlo en algunas sumas impares, y esta conversión es única. (Tenga en cuenta que es inversa : regrese a lo largo de la ruta original, por lo que Solo así se puede probar que es una relación biyectiva, de lo contrario es un tiro al azar)

①Suponga que a se convierte de "división impar", entonces a= 2^{t}*(2k+1)

②Dado que la división de cualquier número par es única (probado en teoría de números), tanto 2^t (multiplicidad) como 2k+1 (el número impar en la imagen original) pueden determinarse de manera única.

③Escribe a en forma de combinación de números impares: a= (2k+1) + (2k+1) +....+(2k+1) Hay 2^t en total.

Conclusión : demuestre la relación de mapeo única de "división no repetida dos-dos" a "división impar" a lo largo de la ruta original.


En resumen:

        Este método construye un puente biyectivo entre dos conjuntos de divisiones y demuestra que las dos divisiones están en correspondencia uno a uno.


A continuación se muestra el ppt modificado.


Conclusión: puede haber fallas en la lógica de la discusión anterior, así que solo veámoslo. Piense en las lagunas más tarde y llénelas.

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