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Problema del Nilo

El problema del Nilo es un problema matemático relacionado con particiones iguales de medidas . El problema fue planteado por primera vez por Ronald Fisher en 1936-1938. [1] Dubins y Spanier lo plantean de la siguiente manera: [2]

"Cada año, el Nilo se desbordaba, irrigando o tal vez devastando partes de las tierras agrícolas de una aldea egipcia predinástica . El valor de las distintas porciones de tierra dependía de la altura de la inundación. Se planteaba la posibilidad de dar a cada uno de los k residentes un trozo de tierra cuyo valor fuera 1/ k del valor total de la tierra, sin importar la altura de la inundación."

Formalmente, para cada altura h , existe una medida no atómica v h sobre el terreno, que representa los valores del terreno cuando la altura del Nilo es h .

En general, puede haber infinitas alturas diferentes y, por lo tanto, infinitas medidas diferentes. William Feller demostró en 1938 que podría no existir una solución para el caso general. [3]

Cuando el número de alturas (=medidas) distintas es finito, siempre existe una solución. Esto fue observado por primera vez por Jerzy Neyman en 1946 y demostrado como corolario de los teoremas de Dubins-Spanier en 1961. El problema en este caso se denomina problema de división exacta o de división por consenso .

Problemas relacionados

Un problema relacionado es el problema de las regiones similares estudiado por Neyman y Pearson . [4] Aquí, en lugar de dividir la tierra en k subconjuntos, solo se busca un único subconjunto, cuyo valor para cada medida v h es r veces el valor total (donde r es una constante dada en [0,1]). Desde la perspectiva de la existencia, el problema es equivalente al problema del Nilo, como señaló Georges Darmois . [5] Sin embargo, difieren en el número de cortes necesarios. El número óptimo de cortes necesarios para cualquier r se describe en el teorema de Stromquist-Woodall .

Referencias

  1. ^ RA Fisher . "Quelques remarques sur l'estimation en statistique". Biotypologie, v. 6, 1938, págs. 153-159. RA Fisher. "Inferencia incierta". Proc. América. Acad. Artes y ciencias, vol. 77, 1936, págs. 245–257.
  2. ^ Dubins, Lester Eli ; Spanier, Edwin Henry (1961). "Cómo cortar un pastel de manera justa". The American Mathematical Monthly . 68 (1): 1–17. doi :10.2307/2311357. JSTOR  2311357.
  3. ^ Nota sobre regiones similares al espacio muestral, Statistical Research Memoirs, Cambridge, 1938, 116–125.
  4. ^ J. Neyman y ES Pearson, "Sobre el problema de las pruebas más eficientes de hipótesis estadísticas", Philos. Trans. Roy. Soc. Londres. Ser A, vol. 231, 1932–33, págs. 289–377 (por separado como A 702).
  5. ^ G. Darmois, "Resumes exhaustifs et probleme du Nil", CR Acad. Ciencia. París, vol. 222, 1946, págs. 266–268.