Satz - Knotenzahl vollständiger balancierter Binärbäume

Sei T=(V,E) ein vollständiger, balancierter Binärbaum der Höhe h.
Dann hat T genau

2h+1−1

Knoten.

Beweis

Beweis per Induktion über h.

Induktionsanfang

h=0.
Dann enthält T nur einen Knoten und es gilt

2h+1−1=21−1=1.

Induktionsvoraussetzung

Wir nehmen an, die Behauptung sei für alle j<h schon bewiesen.

Induktionsschritt

Angenommen, T hat Höhe h>0.
Sei v die Wurzel von T und s1,s2 die beiden Nachfolger.
Seien T1,T2 die beiden Teilbäume von T mit Wurzel s1,s2.
Dann haben T1,T2 die Höhe h−1 und nach Induktionsvoraussetzung jeweils

2h−1

Knoten.

Also gilt:

|V|=1+(2h−1)+(2h−1)=2h+1−1.