Merge branch 'master' of olgierd/PAA into master
This commit is contained in:
commit
3ccab96afa
@ -15,7 +15,7 @@ w czasie wielomianowym. Jeżeli za certyfikat przyjmiemy wielokąty w postaciu l
|
||||
w czasie wielomianowym - wystarczy sprawdzić, że żaden wierzchołek nie znajduje się w żadnym innym wielokącie a suma pól wielokątów
|
||||
jest równa $sz \times d$. Obie te operacje są wykonywalne w czasie wielomianowym.
|
||||
|
||||
W zadaniu excplicite zostało podane, że musimy zredukować problem \textit{Sumy Podzbioru} do naszego problemu \problem{POR}, i faktycznie wybór ten jest nieprzypadkowy.
|
||||
W zadaniu zostało \textit{explicite} podane, że musimy zredukować problem \textit{Sumy Podzbioru} do naszego problemu \problem{POR}, i faktycznie wybór ten jest nieprzypadkowy.
|
||||
Na wstępie przypomnijmy: problem \textit{Sumy Podzbioru} to pytanie ,,Czy w danym (multi)zbiorze $A$ istnieje podzbiór $B$ ($B \subseteq A$) taki, że suma elementów $B$ jest równa $n$?''.
|
||||
Naszkicujmy schemat $\alpha$-redukcji dla tego problemu.
|
||||
|
||||
@ -174,9 +174,9 @@ o tyle korzystna, że znamy ilość kolorów - możemy zatem łatwo zweryfikowa
|
||||
\caption{Kolorowanie grafów}
|
||||
\end{figure}
|
||||
|
||||
Z poprzedniego zadania wiemy, że $\chi(G_{MGP}) = 1$ tylko kiedy graf jest grafem pustym, $\chi(G_{MGP}) = 2$ tylko gdy graf jest
|
||||
dwudzielny. Z zadania wiemy, że $\chi(G_{MGP}) = 3$ tylko gdy graf jest planarny, a z twierdzenia o 4 kolorach wiemy, że
|
||||
$\chi(G_{MGP}) \leq 4$. Możemy zatem ułożyc bardzo prosty algorym:
|
||||
Z poprzedniego zadania wiemy, że $\chi(G_\text{MGP}) = 1$ tylko kiedy graf jest grafem pustym, $\chi(G_\text{MGP}) = 2$ tylko gdy graf jest
|
||||
dwudzielny. Z zadania wiemy, że $\chi(G_\text{MGP}) = 3$ tylko gdy graf jest planarny, a z twierdzenia o 4 kolorach wiemy, że
|
||||
$\chi(G_\text{MGP}) \leq 4$. Możemy zatem ułożyc bardzo prosty algorym:
|
||||
|
||||
\begin{algorithm}[H]
|
||||
\caption{Algorytm określający liczbę chromatyczną dla \textbf{MGP}}
|
||||
@ -329,17 +329,17 @@ w kolejności od najkrótszego do najdłuższego programu. Pokaż, że:}
|
||||
\subtask {dla \problem{MLZP} nie istnieje schemat FPTAS, chyba że $\P = \NP$}
|
||||
|
||||
\solution
|
||||
Problem \problem{MLZP}, zgodnie z tytułem, jest problemem maksymalizacyjnym. Zatem wiemy, że $A_{opt} \geq A$, gdzie
|
||||
$A_{opt}$ to odpowiedź optymalna, a $A$ to odpowiedź naszego algorytmu. Dodatkowo wiemy, że $A, A_{opt} \in \mathbb{N}$
|
||||
Problem \problem{MLZP}, zgodnie z tytułem, jest problemem maksymalizacyjnym. Zatem wiemy, że $A_\text{opt} \geq A$, gdzie
|
||||
$A_\text{opt}$ to odpowiedź optymalna, a $A$ to odpowiedź naszego algorytmu. Dodatkowo wiemy, że $A, A_\text{opt} \in \mathbb{N}$
|
||||
oraz, że algorytm \problem{SF} jest $1$-absolutnie aproksymacyjny czyli:
|
||||
\begin{equation}
|
||||
|A_{opt} - A| \leq 1 \overset{maksymalizacyjny}{\implies} A_{opt} - A \leq 1 \implies A \geq A_{opt} - 1
|
||||
|A_\text{opt} - A| \leq 1 \overset{\text{maksymalizacyjny}}{\implies} A_\text{opt} - A \leq 1 \implies A \geq A_\text{opt} - 1
|
||||
\end{equation}
|
||||
z tych 2 faktów
|
||||
wiemy, że A jest zawarta między dwiema kolejnymi liczbami naturalnymi począwszy od $A_{opt} - 1$:
|
||||
wiemy, że A jest zawarta między dwiema kolejnymi liczbami naturalnymi począwszy od $A_\text{opt} - 1$:
|
||||
|
||||
\begin{equation*}
|
||||
A, A_{opt} \in \mathbb N \land A_{opt} \geq A \geq A_{opt} - 1 \Rightarrow A = A_{opt} \lor A = A_{opt} - 1
|
||||
A, A_\text{opt} \in \mathbb N \land A_\text{opt} \geq A \geq A_\text{opt} - 1 \Rightarrow A = A_\text{opt} \lor A = A_\text{opt} - 1
|
||||
\end{equation*}
|
||||
|
||||
Dodatkowo zauważamy, że jeżeli jest 1 program to algorytm zawsze zwróci wynik dokładny - zmieścił się na dyskietce
|
||||
@ -397,11 +397,11 @@ Tak jak poprzednio aby udowodnić, że schemat (F)PTAS może istnieć dla tego a
|
||||
udowodnić, że dla każdych danych wejściowych istnieje taki $\varepsilon$, że przybliżenie daje nam dokładny wynik. Ponieważ
|
||||
problem jest maksymalizacyjny otrzymamy:
|
||||
\begin{equation}\label{eqn:2011:6:fptas}
|
||||
\frac {A_{opt}}{A} \leq 1 + \varepsilon \land A \leq A_{opt} \iff A \leq A_{opt} \leq A + \varepsilon A
|
||||
\frac {A_\text{opt}}{A} \leq 1 + \varepsilon \land A \leq A_\text{opt} \iff A \leq A_\text{opt} \leq A + \varepsilon A
|
||||
\end{equation}
|
||||
|
||||
Ponieważ $A, A_{opt} \in \mathbb N$ to pod warunkiem, że $A\varepsilon < 1$ nierówność \eqref{eqn:2011:6:fptas}
|
||||
zredukuje się do równania $A = A_{opt}$, czyli uzyskamy wynik dokładny w czasie wielomianowym. Oczywistym jest,
|
||||
Ponieważ $A, A_\text{opt} \in \mathbb N$ to pod warunkiem, że $A\varepsilon < 1$ nierówność \eqref{eqn:2011:6:fptas}
|
||||
zredukuje się do równania $A = A_\text{opt}$, czyli uzyskamy wynik dokładny w czasie wielomianowym. Oczywistym jest,
|
||||
że odpowiedź na problem nie może być większa niż $n$ - mając 4 programy nie możemy zapisać ich 8, brakłoby
|
||||
nam programów. Stąd otrzymujemy
|
||||
\begin{equation*}
|
||||
|
@ -71,8 +71,8 @@ grafu $G$ z definicji $n = 100$ możemy powiedzieć, że operacja ta dla każdeg
|
||||
stałym, czyli $O(1)$ - obie odpowiedzi będą poprawne.
|
||||
\taskend
|
||||
|
||||
\task{\textit{OGRANICZONY PROBLEM KLIKI} - \problem{OPK} - zdefiniowany jest następująco: ``Dany jest graf $G$ i liczby
|
||||
naturalne $a$, $b$ takie, że $a \leq b$, czy w $G$ istnieje klika o rozmiarze $r$ taka, że $a \leq r \leq b$?,,. Pokaż, że:}
|
||||
\task{\textit{Ograniczony Problem Kliki} - \problem{OPK} - zdefiniowany jest następująco: ,,Dany jest graf $G$ i liczby
|
||||
naturalne $a$, $b$ takie, że $a \leq b$, czy w $G$ istnieje klika o rozmiarze $r$ taka, że $a \leq r \leq b$?''. Pokaż, że:}
|
||||
\subtask{$\problem{OPK} \in \problem{NP}$}
|
||||
\subtask{$\problem{OPK} \in \problem{NPC}$}
|
||||
|
||||
|
@ -68,7 +68,7 @@ Problem komiwojażera bez względu na to czy jest minimalizacyjny czy maksymaliz
|
||||
w danym grafie - co jest zadaniem trudnym obliczeniowo - problem szukania cyklu hamiltona jest \NPC. Dodatkowo
|
||||
musimy znaleźć cykl o największej bądź najmniejszej możliwie sumie wag - to znaczy, że problem ten musi być \NP-trudny.
|
||||
|
||||
Problem minimalnego drzewa spinającego można rozwiązać algorytmem kruskala. Jeżeli zastąpimy wybieranie minimalnej
|
||||
Problem minimalnego drzewa spinającego można rozwiązać algorytmem Kruskala. Jeżeli zastąpimy wybieranie minimalnej
|
||||
krawędzi wybieraniem krawędzi maksymalnej to otrzymamy algorytm szukający maksymalnego drzewa spinającego. Kruskal jest
|
||||
algorytmem wielomianowym, zatem cały problem jest w klasie \P.
|
||||
|
||||
@ -81,10 +81,10 @@ Zatem zakładając, że rozpatrujemy wersję decyzyjną tego problemu zdefiniowa
|
||||
drogi w grafie - graf pozostaje bez zmian, natomiast za długość ścieżki przyjmujemy liczbę wierzchołków w grafie.
|
||||
Wersja decyzyjna jest zatem \NPC, a co za tym idzie problem w wersji maksymalizacyjnej jest \NP-trudny.
|
||||
|
||||
Z twierdzenia kuratowskiego wiemy, że żaden graf nie może zawierać kliki $K_5$, zatem najwiekszą kliką w planarnym
|
||||
grafie jest klika $K_4$. Jesteśmy w stanie sprawdzić istnienie $K_4, K_3$ w grafie w czasie wielomianowym. Przypadki
|
||||
$K_1$ i $K_2$ są jeszcze łatwiejsze ponieważ klika $K_1$ to nic innego jak wierzchołek, a $K_2$ to krawędź. Stąd też
|
||||
wiemy, że wersja minimalizacyjna jest \P.
|
||||
Z twierdzenia Kuratowskiego wiemy, że żaden graf planarny nie może zawierać kliki $K_5$, zatem najwiekszą kliką w
|
||||
planarnym grafie jest klika $K_4$. Jesteśmy w stanie sprawdzić istnienie $K_4, K_3$ w grafie w czasie wielomianowym.
|
||||
Przypadki $K_1$ i $K_2$ są jeszcze łatwiejsze ponieważ klika $K_1$ to nic innego jak wierzchołek, a $K_2$ to krawędź.
|
||||
Stąd też wiemy, że wersja minimalizacyjna jest \P.
|
||||
|
||||
\begin{table}[H]
|
||||
\centering
|
||||
@ -142,21 +142,21 @@ który chce obejrzeć. Wiemy, że optymalny czas pracy wynosi 6h, jaką złożon
|
||||
kierownikowi obejrzeć mecz?
|
||||
|
||||
\solution
|
||||
Problem ten jest problemem minimalizacyjnym oraz wiemy, że $A_{opt} = 6$. Aby zdążyć obejrzeć mecz musimy skończyć
|
||||
Problem ten jest problemem minimalizacyjnym oraz wiemy, że $A_\text{opt} = 6$. Aby zdążyć obejrzeć mecz musimy skończyć
|
||||
pracę o 15:00, zatem wystarczy że algorytm przydzieli pracę tak, aby wszystkie elementy zostały obrobione w czasie
|
||||
8 godzin skąd $A = 8$.
|
||||
|
||||
\begin{equation*}
|
||||
\frac{A}{A_{opt}} \leq 1 + \varepsilon \iff A \leq A_{opt} + \varepsilon A_{opt}
|
||||
\frac{A}{A_\text{opt}} \leq 1 + \varepsilon \iff A \leq A_\text{opt} + \varepsilon A_\text{opt}
|
||||
\end{equation*}
|
||||
|
||||
Ponieważ nie chcemy męczyć naszego komputera, a dokładne obliczenia są coraz cięższe wystarczy że rozpatrzymy przypadek
|
||||
rozwiązujący problem dla dokładnie 8 godzin:
|
||||
\begin{equation}
|
||||
A = A_{opt} + \varepsilon A_{opt}
|
||||
A = A_\text{opt} + \varepsilon A_\text{opt}
|
||||
\end{equation}
|
||||
|
||||
Ponieważ znamy zarówno $A$ jak i $A_{opt}$ z łatwością możemy wyznaczyć $\varepsilon$
|
||||
Ponieważ znamy zarówno $A$ jak i $A_\text{opt}$ z łatwością możemy wyznaczyć $\varepsilon$
|
||||
\begin{equation*}
|
||||
8 = 6 + 6\varepsilon \iff 2 = 6\varepsilon \iff \varepsilon = \frac{1}{3}
|
||||
\end{equation*}
|
||||
|
@ -3,7 +3,7 @@
|
||||
\node[solution, right of=pz] (r-pz) {T/N};
|
||||
\node[left of=pz] (i-pz) {$A$};
|
||||
|
||||
\node[problem, below of=pz] (mlzp) {\problem{$MLZP_d$}};
|
||||
\node[problem, below of=pz] (mlzp) {\problem{MLZP$_d$}};
|
||||
\node[solution, right of=mlzp] (r-mlzp) {T/N};
|
||||
\node[left of=mlzp] (i-mlzp) {$k, L, I$};
|
||||
|
||||
|
4
main.tex
4
main.tex
@ -16,6 +16,7 @@
|
||||
\usepackage{enumerate}
|
||||
\usepackage{lmodern}
|
||||
\usepackage{amsfonts}
|
||||
\usepackage{amssymb}
|
||||
\usepackage{mathtools}
|
||||
\usepackage{alphalph}
|
||||
\usepackage{algorithm}
|
||||
@ -43,6 +44,9 @@
|
||||
\pgfdeclarelayer{foreground}
|
||||
\pgfsetlayers{background,main,foreground}
|
||||
|
||||
\renewcommand\leq\leqslant
|
||||
\renewcommand\geq\geqslant
|
||||
|
||||
% opening
|
||||
\title{PAA - Kolokwia, rozwiązania}
|
||||
\author{Kacper Donat}
|
||||
|
Loading…
Reference in New Issue
Block a user