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[obm-l] Teorema dos Casamentos



Title: Teorema dos Casamentos
Caro Ricardo:

Segue abaixo a demonstracao.

Teorema dos Casamentos:
Sejam A(1), A(2), ..., A(n) conjuntos tais que a união da quaisquer i deles
(1 <= i <= n) contém no mínimo i elementos distintos.
Então é possível  selecionar n elementos distintos, sendo um de cada conjunto.

Dem:
Inducao completa em n (numero de conjuntos):

n = 1: obvio

Hipotese de Inducao: o teorema eh verdadeiro para 1 <= n <= m-1.

Consideremos m conjuntos A(1), ..., A(m) tais que a uniao de quaisquer k deles (1 <= i <= m) contenha pelo menos i elementos distintos.


Temos dois casos a considerar:

CASO 1: Para cada k (1 <= k <= m-1), a união de quaisquer k conjuntos contém pelo menos k+1 elementos.

Nesse caso, escolha um elemento qualquer de A(m) - digamos "a".

Como a uniao dos m-1 conjuntos A(1), ..., A(m-1) contem pelo menos m elementos, a uniao de A(1) - {a}, ..., A(m-1) - {a} ira conter, no minimo, m-1 elementos.

Assim, pela hipotese de inducao, podemos escolher um elemento distinto de cada um destes conjuntos.

Estes m-1 elementos, juntamente com "a", serao m elementos distintos, cada um escolhido de um dos A(i) (1 <= i <= m)

----------

CASO 2: Existem: (i) um inteiro k (1 <= k <= m-1) e (ii) k conjuntos tais que a sua união contem exatamemente k elementos.

Como 1 <= k <= m-1, podemos aplicar a hipotese de inducao e escolher um elemento distinto de cada um dos k conjuntos cuja uniao contem k elementos.

Suponhamos que dentre os m-k conjuntos restantes, existam j ( 1 <= j <= m-k) cuja uniao contenha menos do que j elementos que sejam distintos dos k elementos escolhidos acima.

Entao, a uniao dos k conjuntos iniciais com estes j conjuntos ira conter menos do que k + j elementos, o que contradiz a hipotese do teorema sobre estes conjuntos.

Logo, dentre os m-k conjuntos restantes, a uniao de quaisquer j ( 1 <= j <= m-k) ira conter pelo menos j elementos e todos eles serao distintos dos k elementos escolhidos inicialmente.

Assim, podemos tambem aplicar a hipotese de inducao a estes m-k conjuntos e escolher um elemento distinto de cada um deles. Alem do mais, podemos fazer isso de forma que estes elementos sejam distintos dos k elementos escolhidos inicialmente.

Em suma, tambem neste caso eh possivel escolher m elementos distintos, sendo um de cada um dos A(i) (1 <= i <= n)

*** FIM ***

Um abraco,
Claudio.

on 02.04.03 08:09, Ricardo Prins at ricardoprins@hotmail.com wrote:

me intrometendo...

Você pode me enviar a demonstração?

Ricardo
>From: "Cláudio \(Prática\)"
>Reply-To: obm-l@mat.puc-rio.br
>To:
>Subject: Re: [obm-l] Grafos e Casamentos
>Date: Mon, 31 Mar 2003 15:57:27 -0300
>
>Oi, JP:
>
>O enunciado do Teorema dos Casamentos é o seguinte:
>Sejam A(1), A(2), ..., A(n) conjuntos tais que a união da quaisquer k deles
>(1 <= k <= n) contém no mínimo k elementos distintos. Então é possível
>selecionar n elementos distintos, sendo um de cada conjunto.
>
>A demonstração padrão é por indução completa em n, e trata dois casos
>separadamente:
>i) Para cada k (1 <= k < n), a união de cada k conjuntos contém pelo menos
>k+1 elementos;
>ii) Existem k (1 <= k < n) e k conjuntos tais que a sua união tem
>exatamemente k elementos.
>
>Se você quiser, depois eu posso mandar a demonstração.
>
>Um abraço,
>Claudio.