Let be a nonnegative integer.
A forest consists of rooted (i. e. oriented) trees. Each vertex of the forest is either a leaf or has two successors. A vertex is called an extended successor of a vertex if there is a chain of vertices , , , ..., , with such that the vertex is a successor of the vertex for every integer with . A vertex is called dynastic if it has two successors and each of these successors has at least extended successors.
Prove that if the forest has vertices, then there are at most dynastic vertices.
Kliknite ovdje kako biste prikazali rješenje.
Označimo sa broj dinastičkih čvorova u šumi. Svakom dinastičkom čvoru pridružimo skup sebe i njegovih potomaka . (Potomak je extended succesor) Također, svakom dinastičkom čvoru pridružimo skup . Za svaki čvor koji ima djecu, odaberimo lijevo i desno dijete tog čvora.
Na stablu vršimo sljedeći algoritam:
Dok postoji, odaberimo dinastički čvor takav da (takav očito postoji ako nisu svi prazni). Neka . Iz skupa uklonimo , njegovo lijevo dijete i sve potomke tog djeteta, a iz skupa desno dijete i sve potomke tog djeteta. "Osvježimo" skupove za sve . Nakon ovoga, vrijedi i Također, primijetimo da sadrži , njegovo lijevo dijete i potomke tog djeteta (njih barem ) pa . Analogno, .
Algoritam očito terminira ( se smanjuje) te nakon njegovog izvođenja su skupovi disjunktni i vrijedi .
Prema tome pa , što je i trebalo pokazati.