¿Cuál es una fórmula para el número de cadenas sin repeticiones?


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Quiero contar el número de cadenas sobre un alfabeto finito , que no contiene repeticiones, y con eso me refiero a cualquier subcadena de ,, no hay una copia disjunta de en . Por ejemplo, deje . Entonces es una de las cadenas que quiero contar, ya que para la subcadena , no hay copias disjuntas. Sin embargo, contiene tal repetición.sAts1<|t|<|s|tsA={a,b}aaa aaabab

Si alguien ya ha descubierto una fórmula útil, por favor enlace. De lo contrario, me referiré a esta publicación en cualquier artículo que escriba, si uso la respuesta de alguien.

Aquí hay otro ejemplo. Intentemos construir una cadena larga sobre , que no contenga repeticiones:{a,b}

aaa (no puede ser a)
   aaab (a o b)
     aaabbb (no puede ser b)
       aaabbba (no puede ser b o a)
   aaaba (no puede ser a o b)

Si construimos un árbol, podríamos contar el número de nodos, pero quiero una fórmula.

Editar: Bueno, no es tan desalentador como pensé por primera vez si convertimos esto en un problema de elección de contenedores. Un conjunto de cadenas de longitud k con al menos una repetición es igual al conjunto que es la unión de todas las permutaciones del producto cartesiano: donde es la repetición requerida. No sé si eso es útil, pero sonó profesional :) De todos modos, que sean | A | bins, elija cualquiera de los dos (incluso si es el mismo) para ser la repetición, luego elija más y multiplique (los primeros 4 ya están elegidos, ¿ve?). Ahora solo necesito encontrar esa fórmula a partir de matemáticas discretas.A×A×⋯×A(k-4 times)×R×RRk−4


1
¿Por qué no hay una copia disjunta en ? ¿No es una subcadena válida de , es decir, ? ¿Puedes dar un par de ejemplos más para aclarar lo que debe y no debe contarse? aaat=as=aas=tt
— Ran G.

1
Avisorequisito. Avíseme si / cómo puedo escribir mi publicación más claramente. 1<|t|
— Dan Donnelly

Sí, perdí este requisito. Tiene más sentido ahora.
— Ran G.

1
No veo cómo (con un alfabeto de 2 letras, por ejemplo) puede construir una cadena de longitud (digamos) 10 sin repeticiones. es decir, el número deseado debe estar limitado por una función de k independiente de n
— Suresh

2
Solo puedo decir que para el alfabeto de tamaño cadena más larga posible sin repeticiones, es es porque puede tener cadenas de longitud con los mismos elementos, y se debe a que solo tiene combinación diferente de estos elementos, y agregar nuevas combinaciones hace que se repita. (Considero que dices sobre la repetición disjunta). n
2⋅(norte2)+3⋅norte
3⋅norte32⋅(norte2)2⋅(norte2)

Respuestas:


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Esto responde a la pregunta después del número de palabras libres de repetición por tamaño, lo que implica que incluso existe la cantidad deseada.

Definición: Llame repetición si y solo si no contiene un factor con e .w∈Σ XyXX∈Σ≥2y∈Σ∗

Reclamación: Para un alfabeto finito dado con , no hay palabras sin repetición de longitud mayor que .ΣEl |ΣEl |=k2k2+1

Idea de prueba: según el principio del agujero de paloma. Tome una palabra de longitud (o una palabra más larga y considere su prefijo de esta longitud), es decir . Suponga que tiene repetición; eso significa que para todo (de lo contrario, tuvimos una repetición). Por lo tanto, hay muchos pares de símbolos; esto contradice . Entonces no está libre de repeticiones. w2k2+2w=una0 0una0 0′...unak2unak2′wunayounayo′≠unajunaj′yo≠jk2+1El |Σ2El |=k2w◻

Tenga en cuenta que esta es una prueba aproximada: los factores pueden crear una repetición incluso antes.unayo′unayo+1


Notación:

  • Σ≥k=⋃yo=k∞Σyo=Σ∗∖⋃yo=0 0k-1Σyo
  • "factor" = "subword" = "subcadena"

Esto realmente no responde la pregunta. Solo ha demostrado un límite superior muy crudo y bastante obvio, la pregunta solicitó una fórmula exacta.
— Gilles 'SO- deja de ser malvado'

@Gilles: Al principio leí mal la pregunta, pero pensé que podría dejar lo que escribí aquí para otros (por ejemplo, Kaveh, quien afirmó que había infinitas palabras de este tipo).
— Raphael

Mi comentario es más estricto que tu respuesta.
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