Теория музыки для математиков/Тональный ряд: различия между версиями

Содержимое удалено Содержимое добавлено
м оформление
оформление
Строка 11:
Пример порождающего множества мощности 9: {0, 2, 3, 4, 6, 8, 9, 10, 11}
 
=== Лемма 1 ===
'''Лемма 1.''' Чтобы <math>S \subset T</math> являлось порождающим множеством в T необходимо и достаточно чтобы любой элемент t из T либо сам лежал в S, либо #t и @t лежали в S (и соответственно t мог бы быть представлен повышением/понижением на полтона какого-либо элемента из S).
 
'''Доказательство.'''<br>
''Необходимость.'' Пойдем от противного. Возьмем t из T. Пусть <math> t \notin S </math>. Возьмем элементы #t и @t. По нашему допущению хотя бы один из них не лежит в S. Без ограничения общности положим, что #t не лежит в S. Возьмем наибольший элемент из S, не превосходящий @t и наименьший элемент из S, превосходящий #t. Расстояние между ними строго больше 2 (между ними как минимум t и #t) , что противоречит тому, что S – порождающее множество. Предположение неверно и необходимость доказана.
 
''Достаточность.'' Опять от противного. Пусть <math> \forall t \in T : t \in S \lor \#t \in S \lor \flat t(=t-1) \in S</math> и S -- не порождающее множество. Тогда
<center> <math> \exist t^* \in S : \#t \notin S \land \#\#t \notin S \land \#\#\#t \notin S </math>. </center>
Пусть <math> x = \#\#t = t+2 </math>. Тогда
<center> <math>x \in T, \quad x = \#\#t \notin S, \#x=\#\#\#t \notin S, \flat x = \#t \notin S </math>, </center>
что противоречит первой посылке. Достаточность доказана.
 
'''=== Лемма 2.''' ===
Если n – мощность порождающего множества S, то 6 < n < 12.
 
'''Доказательство.''' Обозначим через x – количество полутоновых интервалов между соседними элементами стандартной последовательности S, а через y – количество тоновых интервалов. Из того, что общее количество элементов – n следует, что x + y = n. Суммарная же длина всех интервалов составляет очевидно 12: x + 2y = 12. Очевидно также, что как x, так и y – неотрицательные. Получаем такую систему уравнений:
Строка 34 ⟶ 39 :
Откуда непосредственно вытекает искомый результат.
 
=== Лемма 3 ===
'''Лемма 3.''' Количество различных порождающих множеств мощности n равно
 
<center><math> \frac{n! / }{(12-n)! (2n-12)! }\quad (6) </math></center>
 
'''Доказательство.''' В нашей последовательности из n элементов встречается x полутонов. Количество способов, которыми можно выбрать места, на которых встречаются полутоны в последовательности есть Cnx = n! / x! (n-x)!. На остальных местах тогда стоят целые тоны. Подставив вместо x результаты из предыдущей леммы получаем желаемое.