Cómo demostrar que O (f (n) + g (n)) = O (f (n)) + O (g (n))

La definición de notación Big-Oh es que [matemática] f (n) = O (h (n)) [/ matemática] si existe un número real positivo [matemática] c [/ matemática] y un número natural [matemática ] n_0 [/ math] tal que [math] f (n) \ leq c \ cdot h (n) [/ math] siempre que [math] n \ geq n_0 [/ math].

[matemática] O (f (n)) + O (g (n)) [/ matemática] describe la tasa de crecimiento de cualquier función de valor real [matemática] h [/ matemática] donde [matemática] h (n) = h_1 (n) + h_2 (n) [/ matemática] donde [matemática] h_1 (n) = O (f (n)) [/ matemática] y [matemática] h_2 (n) = O (g (n)) [/ mates].

Supongamos que tenemos tal función [matemáticas] h (n) = h_1 (n) + h_2 (n) [/ matemáticas]. Entonces existen reales positivos [matemática] c_1, c_2 [/ matemática] y límites [matemática] n_1, n_2 [/ matemática] tal que [matemática] h_1 (n) \ leq c_1 \ cdot f (n) [/ matemática] siempre que [matemática] n \ geq n_1 [/ matemática] y [matemática] h_2 (n) \ leq c_2 \ cdot g (n) [/ matemática] siempre que [matemática] n \ geq n_2 [/ matemática].

Ahora tome [math] c = \ max (c_1, c_2) [/ math] y [math] n_0 = \ max (n_1, n_2) [/ math] y el resultado sigue.

Recibí esta respuesta de TA: Krishna ( [correo electrónico protegido] ) cuando no pude probarlo hace años. Espero eso ayude

Las funciones f (n) yg (n) son asintóticamente no negativas, existe
n0 tal que f (n) ≥ 0 yg (n) ≥ 0 para todos los n ≥ n0.

Por lo tanto, tenemos que para todos n ≥ n0, f (n) + g (n) ≥ f (n) ≥ 0 yf (n) + g (n) ≥
g (n) ≥ 0. Agregar ambas desigualdades (ya que las funciones no son negativas),
obtenemos f (n) + g (n) ≥ max (f (n); g (n)) para todos los n ≥ n0.

Esto prueba que
max (f (n); g (n)) ≤ c (f (n) + g (n)) para todos n ≥ n0 con c = 1, en otro
palabras, max (f (n); g (n)) = O (f (n) + g (n)).

Del mismo modo, podemos ver que max (f (n); g (n)) ≥ f (n) y max (f (n); g (n)) ≥
g (n) para todos los n ≥ n0. Agregando estas dos desigualdades, podemos ver que
2max (f (n); g (n)) ≥ (g (n) + f (n))
o
max (f (n); g (n)) ≥ 1/2 (g (n) + f (n))
para todos n ≥ n0.

Así max (f (n); g (n)) = Ω (g (n) + f (n)) con constante
c = 1/2