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根树平衡的元概念

种群与进化 2025-07-31 v3 组合数学

摘要

树的平衡度量在诸多研究领域中发挥着重要作用,如数学 phylogenetics 或理论计算机科学。通常,树的平衡度通过单个数字来量化,该数字由一种平衡或不平衡指数赋予,这些指数在文献中已有许多。大多数指数基于树形结构的某些方面,如 clade 大小或叶深度。例如,Sackin 指数、总 cophenetic 指数和 s^\widehat{s}-形统计量都通过 clade 大小来量化树的平衡,尽管其定义和性质不同。本文中,我们正式化许多树(不)平衡指数是相同底层树形特征函数的思想,通过引入树平衡的元概念来实现这一点。元概念是一种函数 Φf\Phi_f,其依赖于捕捉树形特征的函数 ff,如平衡值、clade 大小或叶深度。这类元概念涵盖了现有的指数,也提供了新的衡量树平衡的方式。元概念的通用性和普遍性允许对整个(不)平衡指数家族进行系统性研究,提供超越单个指数分析的更深入见解。

关键词

引用

@article{arxiv.2506.08614,
  title  = {Metaconcepts of rooted tree balance},
  author = {Mareike Fischer and Tom Niklas Hamann and Kristina Wicke},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2506.08614},
  year   = {2025}
}