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Hola.

Está muy bien el razonamiento que hiciste para detectar que hay un problema.

En tu razonamiento vos postulás que hay palabras de largo $\ell$ y de largo $\ell+1$. Si tuvieras $\ell = \lceil \log m \rceil$, como escribiste, de hecho no necesitarías palabras de largo $\ell+1$. Lo que se tiene que cumplir es que $\ell = \lfloor \log m \rfloor$.

A partir de ahí podés deducir cuántas tiene que haber de largo $\ell$ y cuántas de largo $\ell+1$, a lo cual vos le llamás $x$, $y$, respectivamente. Pensándolo en términos de $y$, $y$ no puede ser más chico que lo que escribiste en (2) porque no alcanzarían las palabras de código para cubrir todos los símbolos del alfabeto (esto es lo que sale del uso de Kraft en tu razonamiento, aunque se puede argumentar directamente para este caso particular). Tampoco puede ser más grande porque de hecho existe un código de prefijo con esa cantidad de palabras de largo $\ell+1$ y usar más sería subóptimo. Esto lo encuentro un poco vidrioso en tu razonamiento; me parece que no está claro por qué se tiene que poder alcanzar la igualdad en (2).

Saludos,
Álvaro