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$\开始组$

据我所知,$n$顶点上带标签的根树的数量是$n^{n-1}$。计算高度为$h$的$n$个顶点上(有标签和无标签)根树的数量有已知结果吗?请注意,这些树不需要是二进制的。此外,如果可能的话,我正在寻找一个封闭形式的答案,它可能是$n$和$h$的函数。在最坏的情况下,如果不知道确切结果,我想知道渐近量。

$\端组$
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  • $\开始组$ 如果你在谈论高度,你需要有根的树;$n$顶点上有$n^{n-1}$标记的根树。 $\端组$ 2016年5月26日16:32
  • $\开始组$ 我用附加信息编辑了我的问题。为什么一定高度的树木数量等于有根的树木数量? $\端组$ 2016年5月26日16:34
  • $\开始组$ 树的高度是指从根到叶的最长树枝的长度;除非树有根,否则这个概念是未定义的。 $\端组$ 2016年5月26日16:35
  • $\开始组$ 哦,我明白你在说什么了! $\端组$ 2016年5月26日16:36

1答案1

重置为默认值
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$\开始组$

有了OP提出的问题,我会尽力做推荐人就是这样,提供与OEIS的链接。令人惊讶的是,即使是OEIS在此没有提供通常的各种参考,这表明这个问题是公开的。我们计算生成函数$T_{le(美元)h} (z)$因为高度最多$小时$然后所需的计数由提供$T_{\le h}(z)-T_{\le h-1}(z)$

我们为标记的组合类$$\马塔尔{T}(T)_{\le h}=\数学{Z}\def\textsc#1{\dosc#1\csod}\def\dosc#1#2\csod{{\rm#1{\small#2}}}\times\textsc{SET}(\mathcal{T}(T)_{\le h-1})$$

对于标记的案例,这转换为$$T_{le-h}(z)=z\exp T_{leh-1}(z)$$

具有$T_{\le 0}(z)=0$$T_{\le 1}(z)=z$

例如,使用$h=3$我们得到了$$T_{\le 3}(z)=z\exp(z\exp(z))$$

从而产生序列组织环境信息系统A052512:

$1,2,9,40,205,1176,7399,50576,\ldots$$

和用于$h=4$我们得到了

$$T_{\le 4}(z)=z(\exp(z\exp))$$

从而产生序列组织环境信息系统A052513:

1、2、9、64、505、4536、46249、526352美元$$

我们为未标记的组合类$$\马塔尔{T}(T)_{\le h}=\mathcal{Z}\times\textsc{MSET}(\mathcal{T}(T)_{\le h-1})$$

转化为生成函数,如下所示,$$T_{\le-h}(z)=z\exp\左(sum{l\ge 1}\压裂{T_{leh-1}(z^l)}{l}\right)$$

哪里$T_{\le 0}(z)=0$$T_{\le 1}(z)=z$和以前一样。

我们得到了

$$T_{\le 2}(z)=z\exp\left(\sum_{l\ge1}\frac{z^l}{l}\right)=z\exp\log\frac{1}{1-z}=\frac{z}{1-z}$$

这些是附加了单线的根节点。继续我们得到的递归

$$T_{\le 3}(z)=z\exp\左(sum{l\ge 1}\压裂{1}{l}\sum{q\ge1}z^{ql}\right)=z\exp\左(sum{q\ge 1}\sum{l\ge1}\frac{1}{l}z^{ql}\right)\\=z\exp\sum_{q\ge1}\log\frac{1}{1-z^q}=z\prod_{q\ge1}\frac{1}{1-z^q}$$

从而产生序列OEIS A000041公司:

$1,1,2,3,5,7,11,15,22,30,42,56美元$$

(分区编号,这并不奇怪,因为我们为根和其余部分是一个最多为高度的单扇形分区两个,其中每个节点计数只有一个)。

发件人$T_{\le 4}(z)$我们得到了序列OEIS A001383公司:

1、1、2、4、8、15、29、53、98、177、319、565美元$$

最后$T_{\le 5}(z)$生成序列OEIS A001384公司:

1、1、2、4、9、19、42、89、191、402、847美元$$

这里有两种解释,这取决于单例是否应该有零或一个高度。相关链接如下MSE链接.

备注。分区数增长的复杂性提供了此问题的难度,即如果不是更困难的话。更详细地研究OEIS条目似乎可以计算出这些疾病的简单复发率。

关于标记病例鉴别的复发生产

$$T'{\le-h}(z)=\exp T_{\leh-1}(z)+z\exp T_{leh-1}(z)\times T'_{leh-1}(z)\\=\frac{1}{z}T_{leh}(z)+T_{leh}(z)\乘以T'{leh-1}(x)$$

提取这里的系数

$$n![z^n]T'_{\le h}(z)=T_{\le h,n+1}=n![z^{n+1}]T_{\le h}(z)+不![z^n]T_{\le h}(z)\乘以T'_{\le h-1}(z)\\=frac{1}{n+1}T_{leh,n+1}+不!\和{q=1}^{n}[z^q]T_{\leh}(z)[z^{n-q}]T'{\leh-1}(z)\\=frac{1}{n+1}T_{leh,n+1}+sum_{q=1}^{n}{n选择q}T_{leh,q}T_{leh-1,n-q+1}$$

我们得到了闭合形式

$$\bbox[5px,边框:2px实心#00A000]{T_{\le h,n+1}=\frac{n+1}{n}\和{q=1}^{n}{n选择q}T_{leh,q}T_}leh-1,n-q+1}。}$$

这里的边界条件是$T_{\le h,1}=1$$T_{0,1}=0$

将微分应用于未标记的案例产量

$$T'{\le h}(z)=\exp \ left(\sum_{l\ge1}\frac{T_{leh-1}(z^l)}{l}\right)\\+z\exp\left(\sum_{l\ge1}\frac{T_{leh-1}(z^l)}{l}\right)\时间\sum{l\ge1}T'{leh-1}(z^l)z^{l-1}\\=\frac{1}{z}T_{leh}(z)+T_{\le-h}(z)\times\sum_{l\ge1}T'{\leh-1}(z^l)z^{l-1}$$

提取我们找到的系数

$$[z^n]T'{\leh}(z)=(n+1)T_{\leh,n+1}\\=[z^{n+1}]T_{leh}(z)+\sum_{l=1}^n\和{q=1}^n[z^q]T_{\le h}(z)[z^{n-q}]z^{l-1}T'{\le h-1}(z^l)\\=T_{\le h,n+1}+\sum_{l=1}^n\和{q=1}^nT_{\leh,q}[z^{n-q-l+1}]T'{\leh-1}(z^l)$$

我们得到了闭合形式

$$T_{小时,n+1}=\裂缝{1}{n}\sum{l=1}^n\sum_{q=1}^nT_{\leh,q}[[l|n-q+1]]((n-q+1)/l)T_{\le h-1,(n-q/1)/l}$$

它简化为

$$\bbox[5px,边框:2px实心#00A000]{T_{小时,n+1}=\裂缝{1}{n}\sum{q=1}^n\sum{l|n-q+1}(n-q+1)/l)$$

边界条件与标记的情况相同。

这种循环使计算例如。$T_{\le 6,n}$这就产生了

$$1, 1, 2, 4, 9, 20, 47, 108, 252, 582, \\1345、3086、7072、16121$$

哪个是OEIS A001385公司$T_{\le 7,n}$这就产生了

$$1, 1, 2, 4, 9, 20, 48, 114, 278, 676, \\1653、4027、9816、23843等$$

哪个是OEIS A034823公司.

实现这两个循环的Maple代码如下。

电话:=过程(h,m)选项记忆;局部n;如果m=1,则如果h=0,则返回0,否则返回1 fi-fi;n:=m-1;(n+1)/个*加(二项式(n,q)*T(h,q)*T(h-1,n-q+1),q=1..n);结束;X(X):=过程(h,m)选项记忆;局部n;如果m=1,则如果h=0,则返回0,否则返回1 fi-fi;n:=m-1;1/n个*加(加(X(h,q)*`如果`(n-q+1模l=0,(n-q+1/l*X(h-1,(n-q+1)/l),0),q=1…n),l=1..n);结束;
$\端组$
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  • $\开始组$ 嘿,马可,谢谢你的明确解释。我想知道是否可以从您的工作中推导出高度为$h$和$n$节点的树的数量的渐近公式?我对组合数学的这个分支不是很熟悉,所以我不知道从哪里开始。 $\端组$ 2月21日14:09

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