题目
假设高度为h的二叉树上只有度为0 和度为2的结点,则此类二叉树中所包含的结点数至少为_____。A. 2hB. 2h-1C. 2h+1D. h+1
假设高度为h的二叉树上只有度为0 和度为2的结点,则此类二叉树中所包含的结点数至少为_____。
A. 2h
B. 2h-1
C. 2h+1
D. h+1
题目解答
答案
B. 2h-1
解析
考查要点:本题主要考查二叉树的基本性质,特别是严格二叉树(所有非叶子结点度数为2)的结点数与高度的关系。
解题核心思路:
- 严格二叉树的定义:每个非叶子结点必须有两个子结点。
- 高度为h的树中,最长路径的边数为h-1,对应层数为h。
- 最小结点数构造:通过递归思想,构造一条最长路径,使得每层仅新增一个必要结点,其余子树尽可能矮小,从而推导出公式。
破题关键点:
- 理解严格二叉树的结构特点,即每层非叶子结点必须分叉。
- 通过递推关系发现,高度为h的最小结点数为
2h-1。
构造严格二叉树的最小结点数
- 高度为1:只有根结点,结点数为1,满足
2×1−1=1。 - 高度为2:根结点有两个子结点,总结点数为3,满足
2×2−1=3。 - 高度为h:
- 根结点有两个子树,其中一棵子树高度为h−1,另一棵为叶子。
- 递推公式:
总结点数 = 1(根) + 1(叶子子树) + (2×(h−1)−1),化简得2h−1。
递推验证
- 假设高度为h−1时成立:子树结点数为
2(h−1)−1。 - 总结点数:
1(根) + 1(叶子) + [2(h−1)−1] = 2h−1。 - 归纳得证:公式对所有h成立。