MS-A0401 Diskreetin matematiikan perusteet
|
|
- Viljo Niemi
- 6 vuotta sitten
- Katselukertoja:
Transkriptio
1 MS-A0401 Diskreetin matematiikan perusteet Osa 6: Verkkoteoria Riikka Kangaslampi Syksy 2017 Matematiikan ja systeemianalyysin laitos Aalto-yliopisto
2 Verkkojen peruskäsitteitä
3 Motivaatiota (...) networks may be used to model a huge array of phenomena across all scientific and social disciplines. Examples include the World Wide Web, citation networks, social networks (e.g., Facebook), recommendation networks (e.g., Netflix), gene regulatory networks, neural connectivity networks, oscillator networks, sports playoff networks, road and traffic networks, chemical networks, economic networks, epidemiological networks, game theory, geospatial networks, metabolic networks, protein networks and food webs, to name a few. (Grady & Polimeni: Discrete Calculus. Springer 2010.) 1 / 46 R. Kangaslampi MS-A0401
4 Verkko Verkko on pari [V, E], missä V on joukko, jonka alkiot ovat verkon solmut, ja E {{a, b} : a, b V } on verkon solmujen välisten linkkien joukko. Verkko on suunnattu tai suuntaamaton riippuen siitä, tarkastellaanko yksi- vai kaksisuuntaisia linkkejä. Jos verkon kahden solmun välillä on linkki, niin ne ovat toistensa naapureita ja kyseisen linkin päätesolmut. Suuntamaton verkko [V, E] on yksinkertainen, jos {v, v} / E kaikilla v V, eli verkossa ei ole silmukoita. 2 / 46 R. Kangaslampi MS-A0401
5 Verkko Esimerkki 1 Montako linkkiä n-solmuisessa yksinkertaisessa verkossa voi enintään olla? ( ) n Vastaus:. Tällaista verkkoa kutsutaan täydelliseksi. 2 3 / 46 R. Kangaslampi MS-A0401
6 Verkko Verkon [V, E] polku (solmusta v 0 solmuun v n ) on jono [v 0, v 1,..., v n ], missä v j V, j = 0, 1,..., n ja jokaisella j = 1,..., n on olemassa linkki solmujen v j 1 ja v j välillä. Polun [v 0, v 1,..., v n ] pituus on n. Verkon [V, E] sykli (tai kierros) on sen polku [v 0, v 1,..., v n ] missä v n = v 0. Polku [v 0, v 1,..., v n ] on yksinkertainen jos v j v k, 0 j < k n. Sykli [v 0, v 1,..., v n ] on yksinkertainen jos [v 0, v 1,..., v n 1 ] on yksinkertainen ja suuntaamattomassa verkossa n 2. 4 / 46 R. Kangaslampi MS-A0401
7 Verkko Esimerkki 2 (Yhtenäinen, ei-yksinkertainen verkko) Punaisella on piirretty yksinkertainen sykli [1, 2, 6, 8, 10, 7, 4, 1] ja vihreällä polku [3, 5, 9, 11, 12, 9], joka ei ole yksinkertainen. Solmujono [1, 2, 3, 4, 5, 6] ei sen sijaan ole polku, koska esimerkiksi {3, 4} ei ole linkki. 5 / 46 R. Kangaslampi MS-A0401
8 Solmun aste Määritelmä 3 Verkon (V, E) solmun v V aste on deg(v) = {A E : v A} eli niiden linkkien lukumäärä, joiden toinen päätepiste on v. Lause 4 (Kättelylemma) Jokaiselle verkolle (V, E) pätee deg(v) = 2 E. v V Todistus. Käydään linkit läpi yksi kerrallaan. Kukin linkki kasvattaa solmujen astelukujen summaa kahdella, sillä kunkin linkin molemmissa päissä on solmu, joiden astelukuun linkki lasketaan kerran. Siispä linkkien lukumäärä on puolet solmujen astelukujen summasta. 6 / 46 R. Kangaslampi MS-A0401
9 Solmun aste Esimerkki 5 Lasketaan kättelylemman avulla linkkien lukumäärä täydellisessä verkossa K n = (V, E), jossa siis V = n ja E sisältää kaikki mahdolliset linkit. Toisaalta deg(v) = n 1 kaikilla v V, joten deg(v) = n(n 1). v V Toisaalta (kättelylemma) 2 E = deg(v), joten v V E = 1 ( ) n 2 n(n 1) =. 2 7 / 46 R. Kangaslampi MS-A0401
10 Verkkoisomorfismi Isomorfismilla tarkoitetaan sellaista kahden joukon välistä bijektiota, joka säilyttää joukon rakenteen; esimerkiksi ryhmä- tai verkkorakenteen. Määritelmä 6 Kaksi verkkoa (V 1, E 1 ) ja (V 2, E 2 ) ovat isomorfiset, jos on olemassa niiden välinen isomorfismi eli bijektio f : V 1 V 2 jolle {u, v} E 1 {f (u), f (v)} E 2. Isomorfiset verkot ovat esitystä vaille samat. Esimerkiksi solmujen asteluvut ja syklien pituudet ovat samoja. 8 / 46 R. Kangaslampi MS-A0401
11 Verkkoisomorfismi Esimerkki 7 Ovatko alla olevat verkot isomorfiset? 3 2 c b 4 1 d a 5 6 e f Eivät. Vasemmanpuoleisessa verkossa ei ole yhtään sykliä, jonka pituus olisi 3, mutta sellaisia on oikeanpuoleisessa verkossa. Tästä seuraa, etteivät verkot voi olla isomorfiset. 9 / 46 R. Kangaslampi MS-A0401
12 Verkkoisomorfismi Esimerkki 8 Ovatko alla olevat verkot isomorfiset? 2 1 b a 5 e 3 4 c d Kyllä. Isomorfismiksi verkkojen välille kelpaa esim. ψ : V 1 V 2, missä ψ(2) = c ja ψ(4) = e (tai päinvastoin), jolloin täytyy olla ψ(1) = d, ψ(3) = b ja ψ(5) = a. 10 / 46 R. Kangaslampi MS-A0401
13 Kävely verkolla Määritelmä Kävely verkolla (V, E) on jono solmuja (v 0,..., v n ) siten, että {v i, v i+1 } E kaikilla i = 0,..., n 1. Luku n on kävelyn pituus. Kävely alkaa solmusta v 0 ja päättyy solmuun v n. Jos v 0 = v n, niin kävely on suljettu. Kävely voidaan ilmaista myös jonona linkkejä (e 1,..., e n ) siten, että kahdella peräkkäisellä linkillä on yhteinen solmu. Käsitteellinen ero polun (path) ja kävelyn (walk) välillä: polku voidaan kävellä kahteen eri suuntaan. 11 / 46 R. Kangaslampi MS-A0401
14 Yhtenäisyys Määritelmä Verkko on yhtenäinen, jos sen jokaisen kahden solmun välillä on kävely. (Yhtäpitävästi: polku.) Solmujen joukon relaatio u v u:n ja v:n välillä on polku on ekvivalenssi, joka jakaa verkon solmut yhtenäisiin ekvivalenssiluokkiin eli komponentteihin. 12 / 46 R. Kangaslampi MS-A0401
15 Eulerin kävely Määritelmä 9 Verkon Eulerin kävely on kävely, joka käy läpi verkon kaikki linkit täsmälleen kerran. Vastaavasti Eulerin sykli: Eulerin kävely, jossa lähtöpiste = päätepiste. Sovellus: Chinese postman problem Postimiehen kannattaa etsiä jakelualueelleen reitti, jossa samaa katua ei kävellä kahdesti ja jossa palataan lähtöpisteeseen. Tällainen löytyy täsmälleen silloin, kun jakelualueen ruutukaavasta löytyy Eulerin sykli. (Kadut = linkit, katujen risteykset = solmut.) 13 / 46 R. Kangaslampi MS-A0401
16 Eulerin kävely Lause 10 (Euler 1736) Yhtenäisellä verkolla on Eulerin sykli täsmälleen silloin, kun sen jokaisen solmun aste on parillinen. Todistus ( ) Jos verkolla on Eulerin sykli, niin sykli (kävely) saapuu kuhunkin solmuun yhtä monta kertaa kuin se lähtee ko. solmusta. ( ) Olkoon verkon (V, E) jokaisen solmun aste parillinen. Verkolla (V, E) on ainakin yksi sykli: 14 / 46 R. Kangaslampi MS-A0401
17 Eulerin kävely Todistus (jatkuu) Aloitetaan kävely mielivaltaisesta solmusta ja valitaan kullakin askeleella uusi linkki kunnes joku solmu toistuu. (Verkko on äärellinen, joten joku solmu toistuu lopulta. Siihen asti voidaan asteiden parillisuuden nojalla valita aina uusi linkki.) Kun edellä löydetyn syklin linkit poistetaan E:stä, niin saadun verkon (V, E ) kaikkien solmujen aste on edelleen parillinen. (Huom. poistettiin syklistä pelkät linkit.) Siten verkolla (V, E ) on jälleen vähintään yksi sykli, ja voidaan toistaa syklien poistamista kunnes yhtään linkkiä ei jää jäljelle. Näin alkuperäinen linkkien joukko E on yhdiste erillisistä sykleistä. 15 / 46 R. Kangaslampi MS-A0401
18 Eulerin kävely Todistus (jatkuu) Erilliset syklit voidaan edelleen asettaa järjestykseen siten, että peräkkäisillä sykleillä on yksi yhteinen solmu. (Jos tämä ei onnistuisi, niin verkko ei olisi yhtenäinen.) Etsitty Eulerin sykli saadaan, kun kävellään erilliset syklit läpi järjestyksessä seuraavasti: siirrytään seuraavaan sykliin heti kun kohdataan yhteinen solmu, viimeinen sykli kierretään kokonaan, ja lopuksi peruutetaan samojen yhteisten solmujen kautta ja kierretään syklit loppuun. 16 / 46 R. Kangaslampi MS-A0401
19 Eulerin kävely Esimerkki 11 (Terveisiä ala-asteelta) Voiko alla olevan kuvion piirtää nostamatta kynää paperista? Eli: onko vastaavalla verkolla Eulerin kävely? Vastaus: Kyllä. Perustelemme sen seuraavalla seurauksella edellisestä lauseesta: 17 / 46 R. Kangaslampi MS-A0401
20 Eulerin kävely Seuraus Verkolla on Eulerin kävely, joka ei ole sykli. Verkolla on täsmälleen kaksi solmua, joiden aste on pariton. Todistus. Kaksi paritonasteista solmua syntyy, kun poistetaan Eulerin syklistä yksi linkki, ja toisinpäin (yhdistetään paritonasteiset solmut linkillä). 18 / 46 R. Kangaslampi MS-A0401
21 Hamiltonin kävely Määritelmä 12 Verkon Hamiltonin kävely on kävely, joka käy läpi verkon kaikki solmut täsmälleen kerran. Vastaavasti Hamiltonin sykli: Hamiltonin kävely, jossa lähtöpiste = päätepiste ja välissä olevat solmut käydään läpi täsmälleen kerran. Siinä missä Eulerin kävelylle löytyi helppo kriteeri algoritmeineen, niin Hamiltonin kävely on vaikeampi juttu. Yhtäpitävää ehtoa ei tunneta! 19 / 46 R. Kangaslampi MS-A0401
22 Hamiltonin kävely Riittävä ehto: Lause 13 Lause (G. Dirac 1952) Jos verkolla on n 3 solmua siten, että kullekin solmulle v pätee deg(v) n/2, niin verkolla on Hamiltonin sykli. Todistus. Sivuutetaan. Ks. esim. s_theorem 20 / 46 R. Kangaslampi MS-A0401
23 Naapurimatriisi (n m)-matriisi on taulukko, jossa on n riviä ja m saraketta. Esimerkiksi [ ] A = on 2 3-matriisi. Matriisin elementtiin viitataan ilmoittamalla rivin ja sarakkeen numerot, esimerkiksi yllä olevalle matriisille A(1, 3) = 3 ja A(2, 2) = 1. Matriisit esittävät lineaarikuvauksia, tähän perehdytään kurssilla MS-A000X Matriisilaskenta. Matriiseihin voidaan kuitenkin kerätä myös tieto verkon rakenteesta. 21 / 46 R. Kangaslampi MS-A0401
24 Naapurimatriisi Jos [V, E] on verkko, jossa on m solmua V = {v 1,... v m }, niin sen naapurimatriisi on m m-matriisi 1, {v j, v k } E, A(j, k) = 0, {v j, v k } / E. Naapurimatriisissa rivillä i on siis numero 1 sarakkeessa j, jos solmut v i ja v j ovat naapureita. 22 / 46 R. Kangaslampi MS-A0401
25 Naapurimatriisi Esimerkki 14 Verkon naapurimatriisi on A = / 46 R. Kangaslampi MS-A0401
26 Naapurimatriisi Matriiseita voidaan kertoa keskenään. (n n)-matriisien A ja B tulo AB on (n n)-matriisi, jossa AB(i, j) = n A(i, k)b(k, j) k=1 eli AB(i, j) on matriisin A rivin i ja matriisin B sarakkeen j skalaaritulo. (Tämä tulee tutuksi matriisilaskentakurssilla, nyt vain kuriositeettina.) Lemma 15 Jos n 1 niin A n (j, k) on n-pituisten polkujen lukumäärä solmusta v j solmuun v k. (Todistetaan kurssilla MS-E1050 Graph Theory) 24 / 46 R. Kangaslampi MS-A0401
27 Naapurimatriisi Esimerkki 15 (jatkuu) Nyt A 2 = ja A 3 = , Matriisin A 3 alkio A 3 (1, 2) = 3 kertoo, että solmusta 1 solmuun 2 on kolme polkua, joiden pituus on 3. Nämä ovat [1, 3, 1, 2], [1, 2, 1, 2] ja [1, 2, 3, 2]. 25 / 46 R. Kangaslampi MS-A0401
28 Solmujen väritykset
29 Solmujen värittäminen Määritelmä 16 Verkon G = (V, E) solmuväritys on funktio ω : V {1, 2,..., k} (jollekin k) siten, että {u, v} E ω(u) ω(v). Pienintä lukua k, jolle tällainen funktio löytyy, sanotaan verkon G kromaattiseksi luvuksi ja merkitään χ(g). Esimerkki / 46 R. Kangaslampi MS-A0401
30 Solmujen värittäminen Esimerkki 18 Täydelliselle n-solmuiselle verkolle K n pätee χ(k n ) = n χ(g) = 1 E = 0 χ(g) = 2 G on kaksijakoinen χ(g) 3: ei tunnettua kriteeriä. Linkkien väritys voidaan määritellä vastaavasti. Sille eivät kuitenkaan päde samat tulokset! 27 / 46 R. Kangaslampi MS-A0401
31 Sovellus: konfliktiverkot Esimerkki 19 Kuusi opiskelijaa A, B, C, D, E ja F tekevät kuutta eri projektityötä seuraavissa ryhmissä: 1. A, B, C, F 2. B, D 3. C, F 4. B, E 5. A, C, F 6. D, E, F. Jos kunkin projektin tekeminen valmiiksi kestää kokonaisen päivän kultakin ryhmän jäseneltä, onko mahdollista saada kaikkia projekteja valmiiksi vähemmässä kuin kuudessa päivässä? 28 / 46 R. Kangaslampi MS-A0401
32 Sovellus: konfliktiverkot Esimerkki 19 (jatkuu) Muodostetaan konfliktiverkko G, jonka kuusi solmua numeroidaan ryhmien mukaisilla numeroilla 1 7 ja jossa solmujen välillä on kaari ryhmillä on yhteisiä jäseniä Tällöin kaikkien projektien saaminen valmiiksi on mahdollista χ(g) päivässä. 29 / 46 R. Kangaslampi MS-A0401
33 Sovellus: konfliktiverkot Esimerkki 19 (jatkuu) Koska solmut {1, 2, 3, 6} ja niitä yhdistävät kaaret muodostavat täydellisen verkon K 4, niin on oltava χ(g) 4. Toisaalta näemme kuvasta, että solmut 5 ja 2 voidaan värittää samalla värillä, samoin solmut 4 ja Siten χ(g) = 4 eli neljä päivää riittää. 30 / 46 R. Kangaslampi MS-A0401
34 Sovellus: ohjelmointikielen kääntäjä Ohjelman silmukan (for, while) suorittaminen nopeutuu, kun kääntäjä tallentaa silmukassa toistuvasti käytetyt muuttujat tavallisen muistin asemesta suorittimen muistiin. Toisaalta suorittimen muistia on käytettävissä vähän. Muodostetaan verkko G, jonka solmut ovat silmukassa käytetyt muuttujat ja solmujen välillä on linkki, jos niitä vastaavien muuttujien on silmukkaa suoritettaessa oltava käytössä yhtäaikaa. Tarvittavien suoritinmuistipaikkojen määrä on tällöin χ(g). 31 / 46 R. Kangaslampi MS-A0401
35 Solmujen värittäminen ahneella algoritmilla Kromaattisen luvun löytäminen on vaikea ongelma: ei tunneta algoritmia, jonka nopeus solmujen lukumäärän kasvaessa olisi polynominen. Kuitenkin seuraavan kalvon ahne algoritmi on usein hyödyllinen sekä käytännössä että osana teoreettisia todistuksia ( by the greedy algorithm... ). Ahneen algoritmin antama luku riippuu järjestyksestä, jossa algoritmi käy läpi verkon solmut, ja ainakin yksi solmujen järjestys antaa verkon kromaattisen luvun. (Mietitään kohta miksi.) 32 / 46 R. Kangaslampi MS-A0401
36 Solmujen värittäminen ahneella algoritmilla Helppo, mutta ei välttämättä optimaalinen tapa solmujen värityksen löytämiseksi on seuraava ahne algoritmi: Ahne algoritmi Aseta solmut johonkin järjestykseen: [v 1, v 2,..., v n ]. Aseta värit johonkin järjestykseen: [c 1, c 2,..., c r ]. Väritä ensimmäinen solmu ensimmäisellä värillä, eli ω(v 1 ) = c 1. Jos solmut v 1,..., v k on väritetty, niin väritä solmu v k+1 ensimmäisellä käytettävissä olevalla värillä siten, että ehto ettei naapureita väritetä samalla värillä toteutuu, eli ω(v k+1 ) = c j missä j = min {i 1 : {v p, v k+1 } E & p k ω(v p ) c i }. 33 / 46 R. Kangaslampi MS-A0401
37 Solmujen värittäminen ahneella algoritmilla Esimerkki 20 Väritetään äskeinen konfliktiverkko ahneella algoritmilla, solmun numerojärjestyksessä ja värit järjestyksessä punainen, sininen, vihreä, keltainen, oranssi, violetti / 46 R. Kangaslampi MS-A0401
38 Solmujen värittäminen ahneella algoritmilla Lause 21 Olkoon verkon G solmujen suurin asteluku k. Tällöin χ(g) k + 1. Todistus. Kullakin solmulla on enintään k naapuria, joten enintään k väriä riittää naapurien värittämiseen, ja siten itse solmu voidaan värittää jollakin (k + 1):stä ensimmäisestä käytettävissä olevasta väristä. 35 / 46 R. Kangaslampi MS-A0401
39 Virittäjäpuut
40 Puu Määritelmä 22 Puu on yhtenäinen, syklitön verkko. Määritelmä 23 Juurrettu puu on puu, jonka yksi solmu v 0 on valittu sen juureksi. Tällöin solmun v taso (eng. level) on kävelyn (v 0,..., v) pituus solmu on lehti (eng. leaf) jos se on tasolla i eikä sillä ole naapureita tasolla i + 1. Esimerkki 24 Sukupuut, tiedostopuut, valintapuut. 36 / 46 R. Kangaslampi MS-A0401
41 Virittäjäpuu, painotettu verkko Määritelmä 25 Yhtenäisen verkon virittäjäpuu on puu, joka sisältää verkon kaikki solmut. (Tällainen löytyy aina; poistetaan sykleistä linkkejä. Huom. ei yksikäsitteinen.) Määritelmä 26 Painotettu verkko on verkko G = (V, E) varustettuna painofunktiolla w : E R. Verkon kokonaispaino on w(g) = e E w(e). Esimerkki 27 Kaupungit yhdistettyinä datakaapeleilla; w(e) on kaapelin e hinta, tai sähköverkot; w(e) on johtimen e resistanssi. 37 / 46 R. Kangaslampi MS-A0401
42 Minimaalinen virittäjäpuu (eng. MST) Määritelmä 28 Painotetun verkon G minimaalinen virittäjäpuu on sellainen G:n virittäjäpuu T, jolle w(t ) w(u) mille tahansa G:n virittäjäpuulle U. Ahne algoritmi (Prim) Valitaan linkki e 1, jonka paino on minimaalinen. Valitaan e 1 :n naapurilinkki e 2, jonka paino on e 1 :n naapurilinkkien joukossa minimaalinen. Jatketaan: joka vaiheessa valitaan tähänastisten linkkien naapurien joukosta minimaalinen siten, että puurakenne (yhtenäisyys, ei syklejä) säilyy Näin saadaan minimaalinen virittäjäpuu T, jonka linkit ovat {e 1,..., e n }. 38 / 46 R. Kangaslampi MS-A0401
43 MST (= Minimal Spanning Tree) Esimerkki 29 (Virittäjäpuu Primin algoritmilla) 3 A B 6 5 F C 5 3 E 6 D 39 / 46 R. Kangaslampi MS-A0401
44 MST Miksi edellä saatu virittäjäpuu T todella on minimaalinen? Olkoon U T toinen virittäjäpuu ja olkoon e k = {u, v} ensimmäinen linkeistä {e 1,..., e n }, joka ei ole U:n linkki. Kävellään u:sta v:hen puussa U; olkoon e tämän kävelyn ensimmäinen linkki, joka ei ole joukossa {e 1,..., e k 1 }. Tällöin ahneen algoritmin nojalla w(e k ) w(e). Korvataan linkki e linkillä e k. Virittäjäpuu U tulee korvattua virittäjäpuulla U k, jolle w(u k ) = w(u) w(e) + w(e k ) w(u). Olkoon e k+1 ensimmäinen T :n linkki, joka ei ole U k :n linkki. Toistetaan samaa prosessia; saadaan virittäjäpuiden jono U, U k,..., U n = T siten, että w(t ) = w(u n ) w(u n 1 )... w(u k ) w(u). 40 / 46 R. Kangaslampi MS-A0401
45 MST Edellä esitelty ahne MST-algoritmi oli Primin algoritmi. Toinen ahne algoritmi on Kruskalin algoritmi: valitaan linkki e 1, jonka paino on minimaalinen valitaan linkki e 2, jonka paino on minimaalinen joukossa E \ {e 1 } kussakin vaiheessa hylätään sellaiset linkit, jotka muodostaisivat syklin; jatketaan kunnes virittäjäpuu. Esimerkit näistä algoritmeista verkkotehtävissä. 41 / 46 R. Kangaslampi MS-A0401
46 MST Esimerkki 30 (Virittäjäpuu Kurskalin algoritmilla) 3 A B 6 5 F C 5 3 E 6 D 42 / 46 R. Kangaslampi MS-A0401
47 Lopuksi
48 Jatkoa? Monta diskreetin matematiikan aihealuetta jäi käsittelemättä. Hyvä niin, tästä voi sitten jatkaa eteenpäin! Diskreetin matematiikan jatkokursseja: MS-C Algebran perusrakenteet MS-E Graph theory MS-E Combinatorics MS-E Number theory MS-E Galois theory 43 / 46 R. Kangaslampi MS-A0401
49 Jatkoa? Verkoista kiinnostunut hyötyy myös tilastotieteestä, esim. MS-C Tilastollisen analyysin perusteet MS-C Koesuunnittelu ja tilastolliset mallit ja diskreetistä optimoinnista esim. MS-C Optimoinnin perusteet MS-E Linear programming MS-E Nonlinear programming unohtamatta tietotekniikan laitoksen verkkoihin ja algoritmeihin liittyviä kursseja. 44 / 46 R. Kangaslampi MS-A0401
50 Lopuksi Palautekysely aukeaa lähipäivinä, vastauslinkki tulee sähköpostitse. Jos haluat osallistua loppukokeeseen, muista ilmoittautua Oodissa. 45 / 46 R. Kangaslampi MS-A0401
51 Lopuksi Suurkiitos kaikille! 46 / 46 R. Kangaslampi MS-A0401
MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet
MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Osa 6: Verkkoteoria Riikka Kangaslampi 2017 Matematiikan ja systeemianalyysin laitos Aalto-yliopisto Verkkojen peruskäsitteitä Motivaatiota (...) networks may
LisätiedotLuento 9: Permutaatiot ja symmetriat 1 MS-A0401 Diskreetin matematiikan perusteet, syksy 2014 Harri Varpanen Aalto-yliopisto Matematiikan ja systeemianalyysin laitos Keskiviikko 8.10.2014 Ryhmän toiminta
LisätiedotV. V. Vazirani: Approximation Algorithms, luvut 3-4 Matti Kääriäinen
V. V. Vazirani: Approximation Algorithms, luvut 3-4 Matti Kääriäinen Luento omatoimisen luennan tueksi algoritmiikan tutkimusseminaarissa 23.9.2002. 1 Sisältö Esitellään ongelmat Steiner-puu Kauppamatkustajan
LisätiedotJohdatus graafiteoriaan
Johdatus graafiteoriaan Syksy 2017 Lauri Hella Tampereen yliopisto Luonnontieteiden tiedekunta 166 Luku 4 Erilaisia graafeja 4.1 Eulerin graafi 4.2 Hamiltonin graafi 4.3 Tasograafi 4.4 Graafin värittäminen
LisätiedotDiskreetin matematiikan perusteet Esimerkkiratkaisut 3 / vko 10
Diskreetin matematiikan perusteet Esimerkkiratkaisut / vko 0 Tuntitehtävät - lasketaan alkuviikon harjoituksissa ja tuntitehtävät - loppuviikon harjoituksissa. Kotitehtävät - tarkastetaan loppuviikon harjoituksissa.
LisätiedotKurssikoe on maanantaina 29.6. Muista ilmoittautua kokeeseen viimeistään 10 päivää ennen koetta! Ilmoittautumisohjeet löytyvät kurssin kotisivuilla.
HY / Avoin ylioisto Johdatus yliopistomatematiikkaan, kesä 201 Harjoitus 7 Ratkaisut palautettava viimeistään perjantaina 26.6.201 klo 16.00. Huom! Luennot ovat salissa CK112 maanantaista 1.6. lähtien.
LisätiedotJohdatus graafiteoriaan
Johdatus graafiteoriaan Syksy 2017 Lauri Hella Tampereen yliopisto Luonnontieteiden tiedekunta 62 Luku 2 Yhtenäisyys 2.1 Polku 2.2 Lyhin painotettu polku 2.3 Yhtenäinen graafi 2.4 Komponentti 2.5 Aste
Lisätiedotverkkojen G ja H välinen isomorfismi. Nyt kuvaus f on bijektio, joka säilyttää kyseisissä verkoissa esiintyvät särmät, joten pari
Tehtävä 9 : 1 Merkitään kirjaimella G tehtäväpaperin kuvan vasemmanpuoleista verkkoa sekä kirjaimella H tehtäväpaperin kuvan oikeanpuoleista verkkoa. Kuvan perusteella voidaan havaita, että verkko G on
LisätiedotDMP / Kevät 2016 / Mallit Harjoitus 6 / viikko 13 / alkuviikko
DMP / Kevät 2016 / Mallit Harjoitus 6 / viikko 13 / alkuviikko Alkuviikon tuntitehtävä 1: Montako kahdeksaan yhtäsuureen sektoriin leikattua pitsaa voidaan tehdä kolmesta täytteestä siten, että kukin sektori
Lisätiedotkeskenään isomorfiset? (Perustele!) Ratkaisu. Ovat. Tämän näkee indeksoimalla kärjet kuvan osoittamalla tavalla: a 1 b 3 a 5
Johdatus diskreettiin matematiikkaan Harjoitus 6, 21.10.2015 1. Ovatko verkot keskenään isomorfiset? (Perustele!) Ratkaisu. Ovat. Tämän näkee indeksoimalla kärjet kuvan osoittamalla tavalla: a 2 b 4 a
LisätiedotMS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet
MS-A040 Diskreetin matematiikan perusteet Osa : Relaatiot ja funktiot Riikka Kangaslampi 017 Matematiikan ja systeemianalyysin laitos Aalto-yliopisto Relaatiot Relaatio Määritelmä 1 Relaatio joukosta A
LisätiedotJohdatus graafiteoriaan
Johdatus graafiteoriaan Syksy 2017 Lauri Hella Tampereen yliopisto Luonnontieteiden tiedekunta 126 Luku 3 Puut 3.1 Puu 3.2 Virittävä puu 3.3 Virittävän puun konstruointi 3.4 Minimaalinen virittävä puu
Lisätiedot0 v i v j / E, M ij = 1 v i v j E.
Vieruspistematriisi Graafi esitetään tietokoneessa useimmiten matriisin avulla. Graafin G = (V, E), V = {v 1, v 2,..., v n } vieruspistematriisi (adjacency matrix)on n n matriisi M = (M ij ), missä n on
LisätiedotDiskreetit rakenteet
Diskreetit rakenteet 811120P 5 op 7. Oulun yliopisto Tietojenkäsittelytieteiden laitos 2015 / 2016 Periodi 1 Mikä on verkko? verkko (eli graafi) koostuu solmuista ja väleistä, jotka yhdistävät solmuja
Lisätiedotj(j 1) = n(n2 1) 3 + (k + 1)k = (k + 1)(k2 k + 3k) 3 = (k + 1)(k2 + 2k + 1 1)
MS-A0401 Diskreetin matematiikan perusteet Tentti ja välikokeiden uusinta 10.11.015 Kirjoita jokaiseen koepaperiin nimesi, opiskelijanumerosi ym. tiedot! Laskimia tai taulukoita ei saa käyttää tässä kokeessa!
LisätiedotAlgoritmi on periaatteellisella tasolla seuraava:
Algoritmi on periaatteellisella tasolla seuraava: Dijkstra(V, E, l, v 0 ): S := { v 0 } D[v 0 ] := 0 for v V S do D[v] := l(v 0, v) end for while S V do valitse v V S jolle D[v] on minimaalinen S := S
LisätiedotJohdatus verkkoteoriaan 4. luento
Johdatus verkkoteoriaan 4. luento 28.11.17 Viikolla 46 läpikäydyt käsitteet Viikolla 47 läpikäydyt käsitteet Verkko eli graafi, tasoverkko, solmut, välit, alueet, suunnatut verkot, isomorfiset verkot,
LisätiedotMS-A0401 Diskreetin matematiikan perusteet Esimerkkejä ym., osa II
MS-A0401 Diskreetin matematiikan perusteet Esimerkkejä ym., osa II G. Gripenberg Aalto-yliopisto 14. lokakuuta 2015 G. Gripenberg (Aalto-yliopisto) MS-A0401 Diskreetin matematiikan perusteet Esimerkkejä14.
LisätiedotMS-A0401 Diskreetin matematiikan perusteet Esimerkkejä ym., osa II
MS-A040 Diskreetin matematiikan perusteet Esimerkkejä ym., osa II G. Gripenberg Aalto-yliopisto 4. lokakuuta 05 G. Gripenberg (Aalto-yliopisto) MS-A040 Diskreetin matematiikan perusteet Esimerkkejä4. ym.,
LisätiedotMS-A0401 Diskreetin matematiikan perusteet Esimerkkejä ym., osa II
MS-A040 Diskreetin matematiikan perusteet Esimerkkejä ym., osa II G. Gripenberg Aalto-yliopisto 4. lokakuuta 0 Modulaariaritmetiikka Eukleideen algoritmi RSA-algoritmi Ryhmät ja permutaatiot Permutaatiot
LisätiedotMS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto, osa II
MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto, osa II G. Gripenberg Aalto-yliopisto 2. huhtikuuta 2015 G. Gripenberg (Aalto-yliopisto) MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto, 2.
LisätiedotMS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto, osa II
MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto, osa II G. Gripenberg Aalto-yliopisto 2. huhtikuuta 2015 G. Gripenberg (Aalto-yliopisto) MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto, 2.
Lisätiedot10. Painotetut graafit
10. Painotetut graafit Esiintyy monesti sovelluksia, joita on kätevä esittää graafeina. Tällaisia ovat esim. tietoverkko tai maantieverkko. Näihin liittyy erinäisiä tekijöitä. Tietoverkkoja käytettäessä
LisätiedotMS-A0401 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto, osa II
MS-A0401 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto, osa II G. Gripenberg Aalto-yliopisto 14. lokakuuta 2015 G. Gripenberg (Aalto-yliopisto) MS-A0401 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto, 14.
LisätiedotMS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto, osa II
MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto, osa II G. Gripenberg Aalto-yliopisto 2. huhtikuuta 2015 1 Modulaariaritmetiikka Eukleideen algoritmi RSA-algoritmi 2 Ryhmät ja permutaatiot Ryhmät
LisätiedotMS-A0401 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto, osa II
MS-A0401 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto, osa II G. Gripenberg Aalto-yliopisto 14. lokakuuta 2015 G. Gripenberg (Aalto-yliopisto) MS-A0401 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto, 14.
LisätiedotMS-A0401 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto, osa II
MS-A0401 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto, osa II G. Gripenberg Aalto-yliopisto 14. lokakuuta 2015 1 Modulaariaritmetiikka Eukleideen algoritmi RSA-algoritmi 2 Ryhmät ja permutaatiot Permutaatiot
LisätiedotPuiden karakterisointi
Puiden karakterisointi LuK-tutkielma Airta Ella 2502661 Matemaattisten tieteiden laitos Oulun yliopisto Syksy 2018 Sisältö Johdanto 2 1 Johdatus verkkoteoriaan 3 1.1 Verkko käsitteenä.........................
LisätiedotValitaan alkio x 1 A B ja merkitään A 1 = A { x 1 }. Perinnöllisyyden nojalla A 1 I.
Vaihto-ominaisuudella on seuraava intuition kannalta keskeinen seuraus: Olkoot A I ja B I samankokoisia riippumattomia joukkoja: A = B = m jollain m > 0. Olkoon vielä n = m A B, jolloin A B = B A = n.
LisätiedotMS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Esimerkkejä ym., osa II
MS-A040 Diskreetin matematiikan perusteet Esimerkkejä ym., osa II G. Gripenberg Aalto-yliopisto. huhtikuuta 0 G. Gripenberg (Aalto-yliopisto) MS-A040 Diskreetin matematiikan perusteet Esimerkkejä. ym.,
LisätiedotTehtävä 10 : 1. Tehtävä 10 : 2
Tehtävä 0 : Kuvassa Etelä-Amerikan valtioita vastaavat solmut on sijoitettu toisiinsa nähden niiden pääkaupunkien keskinäistä sijaintia vastaavalla tavalla. Kuvioon on joukon {0,, 2, 3 alkioilla merkitty
LisätiedotMS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Esimerkkejä ym., osa II
MS-A040 Diskreetin matematiikan perusteet Esimerkkejä ym., osa II G. Gripenberg Aalto-yliopisto. huhtikuuta 0 Modulaariaritmetiikka Eukleideen algoritmi RSA-algoritmi Ryhmät ja permutaatiot Ryhmät Permutaatiot
LisätiedotMS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto, osa II
MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto, osa II G. Gripenberg Aalto-yliopisto 3. huhtikuuta 2014 G. Gripenberg (Aalto-yliopisto) MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteetyhteenveto, 3. osahuhtikuuta
LisätiedotA274101 TIETORAKENTEET JA ALGORITMIT
A274101 TIETORAKENTEET JA ALGORITMIT VERKOT ELI GRAAFIT Lähteet: Timo Harju, Opintomoniste Keijo Ruohonen, Graafiteoria (math.tut.fi/~ruohonen/gt.pdf) HISTORIAA Verkko- eli graafiteorian historia on saanut
LisätiedotRatkaisu. Tulkitaan de Bruijnin jonon etsimiseksi aakkostossa S := {0, 1} sanapituudelle n = 4. Neljän pituisia sanoja on N = 2 n = 16 kpl.
iskreetti matematiikka, syksy 00 arjoitus, ratkaisuista. seta 8 nollaa ja 8 ykköstä renkaaksi niin, että jokainen yhdistelmä 0000, 000,..., esiintyy täsmälleen kerran. Vihje: Tulkitse de ruijnin jonon
LisätiedotDatatähti 2019 loppu
Datatähti 2019 loppu task type time limit memory limit A Summa standard 1.00 s 512 MB B Bittijono standard 1.00 s 512 MB C Auringonlasku standard 1.00 s 512 MB D Binääripuu standard 1.00 s 512 MB E Funktio
LisätiedotMS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto, osa II
MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto, osa II G. Gripenberg Aalto-yliopisto 3. huhtikuuta 2014 1 Modulaariaritmetiikka Eukleideen algoritmi RSA-algoritmi 2 Permutaatiot ja ryhmät Ryhmät
LisätiedotKaikki kurssin laskuharjoitukset pidetään Exactumin salissa C123. Malliratkaisut tulevat nettiin kurssisivulle.
Kombinatoriikka, kesä 2010 Harjoitus 1 Ratkaisuehdotuksia (RT (5 sivua Kaikki kurssin laskuharjoitukset pidetään Exactumin salissa C123. Malliratkaisut tulevat nettiin kurssisivulle. 1. Osoita, että vuoden
LisätiedotAlgoritmit 1. Luento 13 Ti 23.2.2016. Timo Männikkö
Algoritmit 1 Luento 13 Ti 23.2.2016 Timo Männikkö Luento 13 Suunnittelumenetelmät Taulukointi Kapsäkkiongelma Ahne menetelmä Verkon lyhimmät polut Dijkstran menetelmä Verkon lyhin virittävä puu Kruskalin
LisätiedotTehtävä 8 : 1. Tehtävä 8 : 2
Tehtävä 8 : 1 Merkitään kirjaimella G tarkasteltavaa Petersenin verkkoa. Olkoon A joukon V(G) niiden solmujen joukko, joita vastaavat solmut sijaitsevat tehtäväpaperin kuvassa ulkokehällä. Joukon A jokaisella
LisätiedotGraafin 3-värittyvyyden tutkinta T Graafiteoria, projektityö (eksakti algoritmi), kevät 2005
Graafin 3-värittyvyyden tutkinta T-79.165 Graafiteoria, projektityö (eksakti algoritmi), kevät 2005 Mikko Malinen, 36474R 29. maaliskuuta, 2005 Tiivistelmä Artikkelissa käydään läpi teoriaa, jonka avulla
LisätiedotMS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet
MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Osa 1: Joukko-oppi ja logiikka Riikka Kangaslampi 2017 Matematiikan ja systeemianalyysin laitos Aalto-yliopisto Kiitokset Nämä luentokalvot perustuvat Gustaf
LisätiedotLuku 7. Verkkoalgoritmit. 7.1 Määritelmiä
Luku 7 Verkkoalgoritmit Verkot soveltuvat monenlaisten ohjelmointiongelmien mallintamiseen. Tyypillinen esimerkki verkosta on tieverkosto, jonka rakenne muistuttaa luonnostaan verkkoa. Joskus taas verkko
LisätiedotMS-A0401 Diskreetin matematiikan perusteet
MS-A0401 Diskreetin matematiikan perusteet Osa 2: Relaatiot ja funktiot Riikka Kangaslampi Syksy 2017 Matematiikan ja systeemianalyysin laitos Aalto-yliopisto Relaatiot Relaatio Määritelmä 1 Relaatio joukosta
Lisätiedot58131 Tietorakenteet ja algoritmit (kevät 2014) Uusinta- ja erilliskoe, , vastauksia
58131 Tietorakenteet ja algoritmit (kevät 2014) Uusinta- ja erilliskoe, 10..2014, vastauksia 1. [9 pistettä] (a) Todistetaan 2n 2 + n + 5 = O(n 2 ): Kun n 1 on 2n 2 + n + 5 2n 2 + n 2 +5n 2 = 8n 2. Eli
LisätiedotMS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Esimerkkejä, todistuksia ym., osa II
MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Esimerkkejä, todistuksia ym., osa II G. Gripenberg Aalto-yliopisto 3. huhtikuuta 204 G. Gripenberg (Aalto-yliopisto) MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteetesimerkkejä,
LisätiedotKönigsbergin sillat. Königsberg 1700-luvulla. Leonhard Euler ( )
Königsbergin sillat 1700-luvun Königsbergin (nykyisen Kaliningradin) läpi virtasi joki, jonka ylitti seitsemän siltaa. Sanotaan, että kaupungin asukkaat yrittivät löytää reittiä, joka lähtisi heidän kotoaan,
LisätiedotMS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Esimerkkejä, todistuksia ym., osa II
MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Esimerkkejä, todistuksia ym., osa II G. Gripenberg Aalto-yliopisto 3. huhtikuuta 2014 G. Gripenberg (Aalto-yliopisto) MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteetesimerkkejä,
LisätiedotMS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Esimerkkejä, todistuksia ym., osa II
MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Esimerkkejä, todistuksia ym., osa II G. Gripenberg Modulaariaritmetiikka 2 Permutaatiot ja ryhmät Aalto-yliopisto 3. huhtikuuta 204 3 Verkot G. Gripenberg (Aalto-yliopisto)
Lisätiedotv 8 v 9 v 5 C v 3 v 4
Verkot Verkko on (äärellinen) matemaattinen malli, joka koostuu pisteistä ja pisteitä toisiinsa yhdistävistä viivoista. Jokainen viiva yhdistää kaksi pistettä, jotka ovat viivan päätepisteitä. Esimerkiksi
LisätiedotVastaus 1. Lasketaan joukkojen alkiot, ja todetaan, että niitä on 3 molemmissa.
Miten perustella, että joukossa A = {a, b, c} on yhtä monta alkiota kuin joukossa B = {d, e, f }? Vastaus 1. Lasketaan joukkojen alkiot, ja todetaan, että niitä on 3 molemmissa. Vastaus 2. Vertaillaan
LisätiedotAlgoritmit 1. Luento 8 Ke Timo Männikkö
Algoritmit 1 Luento 8 Ke 1.2.2017 Timo Männikkö Luento 8 Järjestetty binääripuu Solmujen läpikäynti Binääripuun korkeus Binääripuun tasapainottaminen Graafit ja verkot Verkon lyhimmät polut Fordin ja Fulkersonin
LisätiedotKysymys: Voidaanko graafi piirtää tasoon niin, että sen viivat eivät risteä muualla kuin pisteiden kohdalla?
7.7. Tasograafit Graafi voidaan piirtää mielivaltaisen monella tavalla. Graafin ominaisuudet voivat näkyä selkeästi jossain piirtämistavoissa, mutta ei toisessa. Eräs tärkeä graafiryhmä, pintagraafit,
LisätiedotYhtälöryhmä matriisimuodossa. MS-A0007 Matriisilaskenta. Tarkastellaan esimerkkinä lineaarista yhtälöparia. 2x1 x 2 = 1 x 1 + x 2 = 5.
2. MS-A000 Matriisilaskenta 2. Nuutti Hyvönen, c Riikka Kangaslampi Matematiikan ja systeemianalyysin laitos Aalto-yliopisto 2..205 Tarkastellaan esimerkkinä lineaarista yhtälöparia { 2x x 2 = x x 2 =
LisätiedotInduktiotodistus: Tapaus n = 0 selvä; ol. väite pätee kun n < m.
Väite: T (n) (a + b)n 2 + a. Induktiotodistus: Tapaus n = 0 selvä; ol. väite pätee kun n < m. Huomaa että funktion x x 2 + (m 1 x) 2 kuvaaja on ylöspäin aukeava paraabeli, joten funktio saavuttaa suurimman
LisätiedotMiten perustella, että joukossa A = {a, b, c} on yhtä monta alkiota kuin joukossa B = {d, e, f }?
Miten perustella, että joukossa A = {a, b, c} on yhtä monta alkiota kuin joukossa B = {d, e, f }? Miten perustella, että joukossa A = {a, b, c} on yhtä monta alkiota kuin joukossa B = {d, e, f }? Vastaus
LisätiedotAlgoritmit 2. Luento 11 Ti Timo Männikkö
Algoritmit 2 Luento 11 Ti 24.4.2018 Timo Männikkö Luento 11 Rajoitehaku Kapsäkkiongelma Kauppamatkustajan ongelma Paikallinen etsintä Lyhin virittävä puu Vaihtoalgoritmit Algoritmit 2 Kevät 2018 Luento
Lisätiedot3.1 Lineaarikuvaukset. MS-A0004/A0006 Matriisilaskenta. 3.1 Lineaarikuvaukset. 3.1 Lineaarikuvaukset
31 MS-A0004/A0006 Matriisilaskenta 3 Nuutti Hyvönen, c Riikka Kangaslampi Matematiikan ja systeemianalyysin laitos Aalto-yliopisto 2292015 Lineaariset yhtälöt ovat vektoreille luonnollisia yhtälöitä, joita
LisätiedotDiskreetin matematiikan perusteet Laskuharjoitus 2 / vko 9
Diskreetin matematiikan perusteet Laskuharjoitus 2 / vko 9 Tuntitehtävät 9-10 lasketaan alkuviikon harjoituksissa ja tuntitehtävät 13-14 loppuviikon harjoituksissa. Kotitehtävät 11-12 tarkastetaan loppuviikon
Lisätiedot= 5! 2 2!3! = = 10. Edelleen tästä joukosta voidaan valita kolme särmää yhteensä = 10! 3 3!7! = = 120
Tehtävä 1 : 1 Merkitään jatkossa kirjaimella H kaikkien solmujoukon V sellaisten verkkojen kokoelmaa, joissa on tasan kolme särmää. a) Jokainen verkko G H toteuttaa väitteen E(G) [V]. Toisaalta jokainen
LisätiedotAlgoritmit 1. Luento 9 Ti Timo Männikkö
Algoritmit 1 Luento 9 Ti 7.2.2017 Timo Männikkö Luento 9 Graafit ja verkot Kaaritaulukko, bittimatriisi, pituusmatriisi Verkon lyhimmät polut Floydin menetelmä Lähtevien ja tulevien kaarien listat Forward
Lisätiedot58131 Tietorakenteet ja algoritmit (syksy 2015) Toinen välikoe, malliratkaisut
Tietorakenteet ja algoritmit (syksy 0) Toinen välikoe, malliratkaisut. (a) Alussa puu näyttää tältä: Lisätään 4: 4 Tasapaino rikkoutuu solmussa. Tehdään kaksoiskierto ensin oikealle solmusta ja sitten
LisätiedotMS-A0401 Diskreetin matematiikan perusteet
MS-A0401 Diskreetin matematiikan perusteet Osa 5: Ryhmät ja permutaatiot Riikka Kangaslampi Syksy 2017 Matematiikan ja systeemianalyysin laitos Aalto-yliopisto Ryhmät ja permutaatiot Väritysongelma Jos
LisätiedotVERKKOTEORIAN ALKEITA. Martti E. Pesonen 28.2.2013
VERKKOTEORIAN ALKEITA Martti E. Pesonen 28.2.2013 1 Sisältö 1 VERKOISTA 1 1.1 Mitä matemaattiset verkot ovat?................ 1 1.1.1 Verkkoteorian synty.................... 1 1.2 Suuntaamaton verkko.......................
Lisätiedotisomeerejä yhteensä yhdeksän kappaletta.
Tehtävä 2 : 1 Esitetään aluksi eräitä havaintoja. Jokaisella n Z + symbolilla H (n) merkitään kaikkien niiden verkkojen joukkoa, jotka vastaavat jotakin tehtävänannon ehtojen mukaista alkaanin hiiliketjua
LisätiedotEulerin verkkojen karakterisointi
Eulerin verkkojen karakterisointi Pro Gradu -tutkielma Jenni Heikkilä 373175 Matemaattisten tieteiden laitos Oulun yliopisto Syksy 018 Sisältö Johdanto 1 Verkkojen peruskäsitteet 3 1.1 Verkon määrittely.........................
LisätiedotMS-A0401 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto ja esimerkkejä ym., osa II
MS-A040 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto ja esimerkkejä ym., osa II G. Gripenberg Aalto-yliopisto 0. lokakuuta 0 Modulaariaritmetiikka Eukleideen algoritmi RSA-algoritmi Ryhmät ja permutaatiot
LisätiedotMS-A0004/A0006 Matriisilaskenta
4. MS-A4/A6 Matriisilaskenta 4. Nuutti Hyvönen, c Riikka Kangaslampi Matematiikan ja systeemianalyysin laitos Aalto-yliopisto..25 Tarkastellaan neliömatriiseja. Kun matriisilla kerrotaan vektoria, vektorin
LisätiedotNäytetään nyt relaatioon liittyvien ekvivalenssiluokkien olevan verkon G lohkojen särmäjoukkoja. Olkoon siis f verkon G jokin särmä.
Tehtävä 6 : 1 Oletetaan ensin joukon X olevan sisältymisen suhteen minimaalinen solmut a ja b toisistaan erotteleva joukon V(G)\{a, b} osajoukko. Olkoon x joukon X alkio. Oletuksen nojalla joukko X\{x}
LisätiedotMS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet
MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Osa 5: Ryhmät ja permutaatiot Riikka Kangaslampi 2017 Matematiikan ja systeemianalyysin laitos Aalto-yliopisto Ryhmät ja permutaatiot Väritysongelma Jos meillä
LisätiedotOlkoon seuraavaksi G 2 sellainen tasan n solmua sisältävä suunnattu verkko,
Tehtävä 1 : 1 a) Olkoon G heikosti yhtenäinen suunnattu verkko, jossa on yhteensä n solmua. Määritelmän nojalla verkko G S on yhtenäinen, jolloin verkoksi T voidaan valita jokin verkon G S virittävä alipuu.
LisätiedotMS-A0401 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto ja esimerkkejä ym., osa II
MS-A040 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto ja esimerkkejä ym., osa II G. Gripenberg Aalto-yliopisto 4. lokakuuta 0 Modulaariaritmetiikka Eukleideen algoritmi RSA-algoritmi Ryhmät ja permutaatiot
LisätiedotJohdatus verkkoteoriaan luento Netspace
Johdatus verkkoteoriaan luento 20.3.18 Netspace Kurssin sijainti muussa suunnitellussa kokonaisuudessa Verkko eli graafi, tasoverkko, solmut, välit, alueet, suunnatut verkot, isomorfiset verkot, verkon
LisätiedotAlgoritmit 1. Luento 1 Ti Timo Männikkö
Algoritmit 1 Luento 1 Ti 10.1.2017 Timo Männikkö Luento 1 Algoritmi Algoritmin toteutus Ongelman ratkaiseminen Algoritmin tehokkuus Algoritmin suoritusaika Algoritmin analysointi Algoritmit 1 Kevät 2017
LisätiedotYhtälöryhmä matriisimuodossa. MS-A0004/A0006 Matriisilaskenta. Tarkastellaan esimerkkinä lineaarista yhtälöparia. 2x1 x 2 = 1 x 1 + x 2 = 5.
2. MS-A4/A6 Matriisilaskenta 2. Nuutti Hyvönen, c Riikka Kangaslampi Matematiikan ja systeemianalyysin laitos Aalto-yliopisto 5.9.25 Tarkastellaan esimerkkinä lineaarista yhtälöparia { 2x x 2 = x + x 2
Lisätiedot811312A Tietorakenteet ja algoritmit 2015-2016. V Verkkojen algoritmeja Osa 2 : Kruskalin ja Dijkstran algoritmit
811312A Tietorakenteet ja algoritmit 2015-2016 V Verkkojen algoritmeja Osa 2 : Kruskalin ja Dijkstran algoritmit Sisältö 1. Johdanto 2. Leveyshaku 3. Syvyyshaku 4. Kruskalin algoritmi 5. Dijkstran algoritmi
Lisätiedot0. 10. 017 a b c d 1. + +. + +. + + 4. + + + 5. + 6. + P1. Lehtipuiden lukumäärä olkoon aluksi n, jolloin havupuiden määrä on 1,4n. Hakkuiden jälkeen lehtipuiden määrä putoaa lukuun n 0,1n = 0,88n ja havupuiden
LisätiedotDiskreetin matematiikan perusteet Malliratkaisut 2 / vko 38
Diskreetin matematiikan perusteet Malliratkaisut 2 / vko 38 Tuntitehtävät 11-12 lasketaan alkuviikon harjoituksissa ja tuntitehtävät 15-16 loppuviikon harjoituksissa. Kotitehtävät 13-14 tarkastetaan loppuviikon
Lisätiedot58131 Tietorakenteet ja algoritmit (kevät 2013) Kurssikoe 2, , vastauksia
58131 Tietorakenteet ja algoritmit (kevät 2013) Kurssikoe 2, 652013, vastauksia 1 [6 pistettä] Vastaa jokaisesta alla olevasta väittämästä onko se tosi vai epätosi ja anna lyhyt perustelu Jokaisesta kohdasta
Lisätiedotb) Olkoon G vähintään kaksi solmua sisältävä puu. Sallitaan verkon G olevan
Tehtävä 7 : 1 a) Olkoon G jokin epäyhtenäinen verkko. Tällöin väittämä V (G) 2 pätee jo epäyhtenäisyyden nojalla. Jokaisella joukolla X on ehto X 0 voimassa, joten ehdot A < 0 ja F < 0 toteuttavilla joukoilla
LisätiedotAlgoritmit 2. Luento 13 Ti Timo Männikkö
Algoritmit 2 Luento 13 Ti 2.5.2017 Timo Männikkö Luento 13 Merkkijonon sovitus Horspoolin algoritmi Laskennallinen vaativuus Päätösongelmat Epädeterministinen algoritmi Vaativuusluokat NP-täydellisyys
LisätiedotMS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Esimerkkejä ym., osa I
MS-A040 Diskreetin matematiikan perusteet Esimerkkejä ym., osa I G. Gripenberg Aalto-yliopisto. maaliskuuta 05 G. Gripenberg (Aalto-yliopisto) MS-A040 Diskreetin matematiikan perusteet Esimerkkejä. ym.,
LisätiedotAlgoritmit 1. Luento 13 Ma Timo Männikkö
Algoritmit 1 Luento 13 Ma 26.2.2018 Timo Männikkö Luento 13 Suunnittelumenetelmät Taulukointi Kapsäkkiongelma Ahne menetelmä Verkon lyhimmät polut Dijkstran menetelmä Verkon lyhin virittävä puu Kruskalin
Lisätiedot6.4. Järjestyssuhteet
6.4. Järjestyssuhteet Joukon suhteilla voidaan kuvata myös alkioiden järjestystä tietyn ominaisuuden suhteen. Järjestys on myös kaksipaikkainen suhde (ja on monia erilaisia järjestyksiä). Suhde R joukossa
LisätiedotMS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Esimerkkejä ym., osa I
MS-A040 Diskreetin matematiikan perusteet Esimerkkejä ym., osa I G. Gripenberg Aalto-yliopisto. maaliskuuta 05 G. Gripenberg (Aalto-yliopisto) MS-A040 Diskreetin matematiikan perusteet Esimerkkejä. ym.,
LisätiedotA ja B pelaavat sarjan pelejä. Sarjan voittaja on se, joka ensin voittaa n peliä.
Esimerkki otteluvoiton todennäköisyys A ja B pelaavat sarjan pelejä. Sarjan voittaja on se, joka ensin voittaa n peliä. Yksittäisessä pelissä A voittaa todennäköisyydellä p ja B todennäköisyydellä q =
LisätiedotVerkon värittämistä hajautetuilla algoritmeilla
Verkon värittämistä hajautetuilla algoritmeilla 5 12 30 19 72 34 Jukka Suomela 15 77 18 4 9. tammikuuta 2012 19 2 68 Verkko 2 Verkko solmu 3 Verkko solmu kaari 4 Hajautettu järjestelmä solmu (tietokone)
LisätiedotPienin virittävä puu (minimum spanning tree)
Pienin virittävä puu (minimum spanning tree) Jatkossa puu tarkoittaa vapaata puuta (ks. s. 11) eli suuntaamatonta verkkoa, joka on yhtenäinen: minkä tahansa kahden solmun välillä on polku syklitön: minkä
Lisätiedot13 Lyhimmät painotetut polut
TIE-20100 Tietorakenteet ja algoritmit 297 13 Lyhimmät painotetut polut BFS löytää lyhimmän polun lähtösolmusta graafin saavutettaviin solmuihin. Se ei kuitenkaan enää suoriudu tehtävästä, jos kaarien
Lisätiedot10. Painotetut graafit
10. Painotetut graafit Esiintyy monesti sovelluksia, joita on kätevä esittää graafeina. Tällaisia ovat esim. tietoverkko tai maantieverkko. Näihin liittyy erinäisiä tekijöitä. Tietoverkkoja käytettäessä
LisätiedotMS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto ja esimerkkejä ym., osa II
MS-A040 Diskreetin matematiikan perusteet Yhteenveto ja esimerkkejä ym., osa II G. Gripenberg Aalto-yliopisto. huhtikuuta 0 Modulaariaritmetiikka Eukleideen algoritmi RSA-algoritmi Ryhmät ja permutaatiot
LisätiedotMS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet
MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Osa 4: Modulaariaritmetiikka Riikka Kangaslampi 2017 Matematiikan ja systeemianalyysin laitos Aalto-yliopisto Modulaariaritmetiikka Jakoyhtälö Määritelmä 1 Luku
LisätiedotMS-C1340 Lineaarialgebra ja differentiaaliyhtälöt
MS-C1340 Lineaarialgebra ja differentiaaliyhtälöt Ominaisarvoteoriaa Riikka Kangaslampi Matematiikan ja systeemianalyysin laitos Aalto-yliopisto 2015 1 / 22 R. Kangaslampi matriisiteoriaa Kertaus: ominaisarvot
LisätiedotÄärellisten mallien teoria
Äärellisten mallien teoria Harjoituksen 4 ratkaisut Tehtävä 1. Määritä suurin aste k, johon saakka kuvan verkot G ja G ovat osittaisesti isomorfisia: Ratkaisu 1. Huomataan aluksi, että G =4 G : Ehrenfeucht-Fraïssé
LisätiedotTietojenkäsittelytieteen ja tilastotieteen matematiikkaa 1/137
Tietojenkäsittelytieteen ja tilastotieteen matematiikkaa 1/137 Loogiset konnektiivit Tavallisimmat loogiset konnektiivit ovat negaatio ei konjunktio ja disjunktio tai implikaatio jos..., niin... ekvivalenssi...
LisätiedotTAMPEREEN YLIOPISTO Pro gradu -tutkielma. Jenna Laine. Ramseyn teoria
TAMPEREEN YLIOPISTO Pro gradu -tutkielma Jenna Laine Ramseyn teoria Luonnontieteiden tiedekunta Matematiikka Toukokuu 2017 Tampereen yliopisto Luonnontieteiden tiedekunta LAINE, JENNA: Ramseyn teoria Pro
LisätiedotMS-C1340 Lineaarialgebra ja
MS-C1340 Lineaarialgebra ja differentiaaliyhtälöt Ominaisarvoteoriaa Riikka Kangaslampi Kevät 2017 Matematiikan ja systeemianalyysin laitos Aalto-yliopisto Ominaisarvot Kertaus: ominaisarvot Määritelmä
LisätiedotShorin algoritmin matematiikkaa Edvard Fagerholm
Edvard Fagerholm 1 Määritelmiä Määritelmä 1 Ryhmä G on syklinen, jos a G s.e. G = a. Määritelmä 2 Olkoon G ryhmä. Tällöin alkion a G kertaluku ord(a) on pienin luku n N \ {0}, jolla a n = 1. Jos lukua
LisätiedotTehtävä 4 : 2. b a+1 (mod 3)
Tehtävä 4 : 1 Olkoon G sellainen verkko, jonka solmujoukkona on {1,..., 9} ja jonka särmät määräytyvät oheisen kuvan mukaisesti. Merkitään lisäksi kirjaimella A verkon G kaikkien automorfismien joukkoa,
LisätiedotTKT20001 Tietorakenteet ja algoritmit Erilliskoe , malliratkaisut (Jyrki Kivinen)
TKT0001 Tietorakenteet ja algoritmit Erilliskoe 5.1.01, malliratkaisut (Jyrki Kivinen) 1. [1 pistettä] (a) Esitä algoritmi, joka poistaa kahteen suuntaan linkitetystä järjestämättömästä tunnussolmullisesta
Lisätiedot