Kombinatorische Methoden in der Informatik

  • Titel: Kombinatorische Methoden in der Informatik
  • Organisation: UNI TUEBINGEN
  • Seitenzahl: 80

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Inhalt

  • Kombinatorische Methoden in der Informatik
  • Teilgebiete der Kombinatorik
  • Anwendungen in der Informatik
  • Hauptthemen der Vorlesung
  • Elementare kombinatorische Techniken
  • KAPITEL ELEMENTARE KOMBINATORISCHE TECHNIKEN
  • Zum Verdeutlichen ein Baumdiagramm
  • S Sik Sm
  • Prinzip des doppelten Abzhlens a
  • und durch spaltenweises Abzhlen a
  • nte harmonische Zahl
  • Abbildung Ober Untersummen der Funktion
  • dt logn t dt logn t
  • Abzhlen von Mengen und a Abbildungen
  • nn n b n k nk k
  • Binomische Formel a b
  • KAPITEL ABZAHLEN VON MENGEN UND ABBILDUNGEN
  • x x n xn n i
  • Lnge dieser Folge a
  • xi n k n
  • Anzahl der Einsen
  • x xn xi N Umgekehrt
  • n n y yn N i
  • xi k so x xn Nn mit
  • yi k n so y yn Nn mit
  • k aus n Anordnung relevant Anordnung nicht relevant
  • keine Mehrfachauswahl nk k n n b
  • Mehrfachauswahl mglich o nk a
  • Mglichkeiten f r n o u
  • n jn n n jk
  • bijektiv nk n n k
  • Sei n Richtig f r k u
  • Sn Sn Sn
  • b T rme von Hanoi u
  • Abbildung T rme von Hanoi u
  • Abbildung Drei sich schneidende Geraden
  • Cj Cnj n C C Konvention C
  • c xn Am Anfang xk xn xk
  • ck Ausgabe der Rekursionsfolge
  • dettEk A det
  • tk c tk ck t ck
  • k k d s dk sk ak
  • n n n n
  • Gelegentlich wird die FibonacciFolge auch mit den Anfangswerten
  • rn eine Lsung von R o
  • r n c r k c
  • KAPITEL REKURSIONEN Einsetzen
  • ank k ak
  • f j gn n ji f j
  • Wachstum von Rekursionsfolgen
  • Wachstum von Funktionen
  • KAPITEL WACHSTUM VON REKURSIONSFOLGEN
  • log x dx log n
  • gen gend groß denn u
  • sij nmi b n
  • f r alle n m u
  • f r alle n n u
  • C ik log il ai ani
  • also xn Onk log nl an
  • ik log il n n
  • nk log nl an kl
  • n also nach c xn n
  • KAPITEL ERZEUGENDE FUNKTIONEN
  • u aj bij f r i N
  • aj bij f r i N u
  • Rekursive Denition f r die bi u
  • b k N tk t k
  • i ik ti alle geord ktupel
  • i ik ij i i ik i
  • kk k i i ki i i
  • f r alle n N u
  • ri i t tr i
  • e er ei N e er i
  • ae arer Koe von
  • te ter te er
  • t t t t t t
  • t t t t t t t
  • n n n n n n
  • Partialbruchzerlegung t t t t t t
  • t t n tn n n n n
  • Danach die Inversen von
  • Ci Cni n C
  • Cn tn die erzeugende Funktion
  • Koezientenvergleich bei t t n
  • n n n n n n
  • Was ist n n n n
  • an t betrachtet n
  • tn expt n n
  • iii Aus aRb und bRc folgt aRc
  • KAPITEL GEORDNETE MENGEN
  • e c a d b f
  • d MT Teiler von und Teilerrelation
  • b muss man die Summe nur
  • falls a b falls a b
  • x falls x a falls x a
  • Andererseits ist S
  • am a m kgV a p m
  • Analog Ist hx
  • BK BK hhh h h A A
  • I J K K
  • Abbildung Klar BJ
  • Aj A falls J und
  • Ai falls I J
  • Die Gleichung beschreibt also die Anzahl f J
  • J n J l
  • vielleicht noch weitere Daher ist Daher f J
  • bliche Bezeichnung f n Dn u
  • Der Satz von Dilworth und Folgerungen
  • ist Kette ist Antikette
  • KAPITEL DER SATZ VON DILWORTH UND FOLGERUNGEN
  • bipartiter Graph uberdeckende Punktmenge Matching
  • vollstndiges Matching von S nach T a
  • KAPITEL DER SATZ VON DILWORTH UND FOLGERUNGEN v
  • v v v v a v v v
  • alternierender Weg f r M u
  • M M M F M F F M
  • v xk v v
  • Endpunkt von k
  • Anfangspunkt von k
  • Kapazitt des Schnittes a

Vorschau

Kombinatorische Methoden in der Informatik

Prof. Dr. Peter Hauck Wilhelm-Schickard-Institut f¨ r Informatik u AB Diskrete Mathematik

Skript einer 4-st¨ ndigen Vorlesung im Sommersemester 2004 u (Korrigierte Version vom 22.12.2005) http://www-dm.informatik.uni-tuebingen.de Erstellung des Skripts: Daniel Raible

Inhaltsverzeichnis

1 Elementare kombinatorische Techniken 2 Abz¨hlen von Mengen und Abbildungen a 3 Rekursionen 4 Wachstum von Rekursionsfolgen 5 Erzeugende Funktionen 6 Geordnete Mengen 7 Der Satz von Dilworth und Folgerungen 5 13 21 37 44 54 68


Kombinatorik

Anordnung von Objekten mit gewissen Eigenschaften: Fragen bez¨ glich Exiu stenz, Anzahl und Optimalit¨t. a

Teilgebiete der Kombinatorik

– abz¨hlende Kombinatorik a – Graphen, Netzwerke – Ramsey – Theorie – Designs, endliche Geometrien – Matroidtheorie – Topologische Kombinatorik

Anwendungen in der Informatik

– Abz¨hlende Kombinatorik: Analyse ( u. Entwurf) von Algorithmen. a – Graphen (speziell B¨ume): Eine der wichtigsten Datenstrukturen. a – Kombinatorische Methoden bei der Untersuchung formaler Sprachen. – Algorithmische Geometrie.

Hauptthemen der Vorlesung

– Abz¨hlende Kombinatorik (Rekursionen, erzeugende Funktionen). a – Kombinatorik auf geordneten Mengen. – Netzwerke.