Skriftlig Eksamen Kombinatorik, sandsynlighed og randomiserede algoritmer (DM528)

Relaterede dokumenter
Skriftlig Eksamen Algoritmer og sandsynlighed (DM538)

Skriftlig Eksamen Kombinatorik, sandsynlighed og randomiserede algoritmer (DM528)

Skriftlig Eksamen Diskret Matematik (DM528)

Skriftlig Eksamen Algoritmer og Sandsynlighed (DM538)

Skriftlig Eksamen Introduktion til lineær og heltalsprogrammering (DM515)

Eksamensopgaver i DM17, Januar 2003

Skriftlig Eksamen Algoritmer og Datastrukturer (DM507)

Løsningsforslag til skriftlig eksamen i Kombinatorik, sandsynlighed og randomiserede algoritmer (DM528)

Skriftlig Eksamen Beregnelighed (DM517)

Skriftlig Eksamen Introduktion til lineær og heltalsprogrammering (DM515)

Skriftlig Eksamen Algoritmer og Datastrukturer (DM507)

Skriftlig Eksamen DM507 Algoritmer og Datastrukturer

Skriftlig Eksamen DM507 Algoritmer og Datastrukturer

Skriftlig Eksamen Algoritmer og Datastrukturer 2 (2003-ordning)

DM72 Diskret matematik med anvendelser

DATALOGISK INSTITUT, AARHUS UNIVERSITET

INSTITUT FOR DATALOGI, AARHUS UNIVERSITET

DATALOGISK INSTITUT, AARHUS UNIVERSITET

DATALOGISK INSTITUT, AARHUS UNIVERSITET

Gamle eksamensopgaver. Diskret Matematik med Anvendelser (DM72) & Diskrete Strukturer (DM504)

Reeksamen i Diskret Matematik

INSTITUT FOR DATALOGI, AARHUS UNIVERSITET

INSTITUT FOR DATALOGI, AARHUS UNIVERSITET

Skriftlig eksamen - med besvarelse Topologi I (MM508)

Gamle eksamensopgaver. Diskret Matematik med Anvendelser (DM72) & Diskrete Strukturer (DM504)

Skriftlig eksamen Science statistik- ST501

DATALOGISK INSTITUT, AARHUS UNIVERSITET

DATALOGISK INSTITUT, AARHUS UNIVERSITET

DATALOGISK INSTITUT, AARHUS UNIVERSITET

DATALOGISK INSTITUT, AARHUS UNIVERSITET

Eksamen 2014/2015 Mål- og integralteori

Skriftlig Eksamen Algoritmer og Datastrukturer (dads)

Eksamen i Diskret Matematik

DATALOGISK INSTITUT, AARHUS UNIVERSITET. Det Naturvidenskabelige Fakultet EKSAMEN. Grundkurser i Datalogi

INSTITUT FOR DATALOGI, AARHUS UNIVERSITET EKSAMEN. Grundkurser i Datalogi. Algoritmer og Datastrukturer 1 (2003-ordning)

DATALOGISK INSTITUT, AARHUS UNIVERSITET

DATALOGISK INSTITUT, AARHUS UNIVERSITET. Det Naturvidenskabelige Fakultet EKSAMEN. Grundkurser i Datalogi

K 7 - og K 4,4 -minors i grafer

Skriftlig eksamen BioMatI (MM503)

Skriftlig Eksamen Kombinatorik, Sandsynlighed og Randomiserede Algoritmer (DM528)

INSTITUT FOR DATALOGI, AARHUS UNIVERSITET. Det Naturvidenskabelige Fakultet EKSAMEN. Grundkurser i Datalogi

Reeksamen 2014/2015 Mål- og integralteori

DATALOGISK INSTITUT, AARHUS UNIVERSITET. Det Naturvidenskabelige Fakultet EKSAMEN. Grundkurser i Datalogi

Reeksamen i Diskret Matematik

INSTITUT FOR DATALOGI, AARHUS UNIVERSITET

DATALOGISK INSTITUT, AARHUS UNIVERSITET

DATALOGISK INSTITUT, AARHUS UNIVERSITET

Eksempel på muligt eksamenssæt i Diskret Matematik

DATALOGISK INSTITUT, AARHUS UNIVERSITET. Det Naturvidenskabelige Fakultet EKSAMEN. Grundkurser i Datalogi

INSTITUT FOR DATALOGI, AARHUS UNIVERSITET

DATALOGISK INSTITUT, AARHUS UNIVERSITET

INSTITUT FOR DATALOGI, AARHUS UNIVERSITET. Det Naturvidenskabelige Fakultet EKSAMEN. Grundkurser i Datalogi

Kvantitative Metoder 1 - Efterår Dagens program

Reeksamen i Diskret Matematik

Skriftlig eksamen Vejledende besvarelse MATEMATIK B (MM02)

INSTITUT FOR DATALOGI, AARHUS UNIVERSITET

DATALOGISK INSTITUT, AARHUS UNIVERSITET. Det Naturvidenskabelige Fakultet EKSAMEN. Grundkurser i Datalogi

1 Beviser for fornyelsessætningen

DATALOGISK INSTITUT, AARHUS UNIVERSITET. Det Naturvidenskabelige Fakultet EKSAMEN. Grundkurser i Datalogi

Skriftlig Eksamen Diskret matematik med anvendelser (DM72)

DATALOGISK INSTITUT, AARHUS UNIVERSITET. Det Naturvidenskabelige Fakultet EKSAMEN. Grundkurser i Datalogi

Minimum udspændende Træer (MST)

INSTITUT FOR DATALOGI, AARHUS UNIVERSITET

Matematik A. Studentereksamen. Gammel ordning. Tirsdag den 21. maj 2019 kl gl-1stx191-mat/a

INSTITUT FOR DATALOGI, AARHUS UNIVERSITET

Talteoriopgaver Træningsophold ved Sorø Akademi 2007

Skriftlig Eksamen Beregnelighed (DM517)

INSTITUT FOR DATALOGI, AARHUS UNIVERSITET. Science and Technology EKSAMEN. Grundkurser i Datalogi. Algoritmer og Datastrukturer 1 (2003-ordning)

Matematik B. Højere handelseksamen

Eksamen i Diskret Matematik

STUDENTEREKSAMEN DECEMBER 2008 MATEMATIK B-NIVEAU. Fredag den 12. december Kl STX083-MAB

DATALOGISK INSTITUT, AARHUS UNIVERSITET

Eksamen i Diskret Matematik

Skriftlig Eksamen Algoritmer og Datastrukturer 1. Datalogisk Institut Aarhus Universitet

t a l e n t c a m p d k Matematiske Metoder Anders Friis Anne Ryelund 25. oktober 2014 Slide 1/42

Matematisk induktion

INSTITUT FOR DATALOGI, AARHUS UNIVERSITET

Varmeligningen og cosinuspolynomier.

Skriftlig Eksamen ST501: Science Statistik Mandag den 11. juni 2007 kl

Tidligere Eksamensopgaver MM505 Lineær Algebra

Nogle grundlæggende begreber

P (n): rekursiv beregning af f n kræver f n beregninger af f 1. P (n) er sand for alle n 2.

INSTITUT FOR DATALOGI, AARHUS UNIVERSITET

Noget om en symmetrisk random walks tilbagevenden til udgangspunktet

Opgaver i logik, torsdag den 20. april

Noter til Perspektiver i Matematikken

Matematik A. Studentereksamen. Tirsdag den 24. maj 2016 kl Digital eksamensopgave med adgang til internettet. 1stx161-MATn/A

Skriftlig Eksamen ST501: Science Statistik Mandag den 11. juni 2007 kl

Matematik B. Studentereksamen. Torsdag den 22. maj 2014 kl stx141-MAT/B

Rolf Fagerberg. Forår 2014

Matematik A. Studentereksamen

Forslag til løsning af Opgaver til afsnittet om de naturlige tal (side 80)

Aarhus Universitet 5. februar Meddelelse 2

Kønsproportion og familiemønstre.

01017 Diskret Matematik E12 Alle bokse fra logikdelens slides

STUDENTEREKSAMEN MATHIT PRØVESÆT MAJ MATEMATIK B-NIVEAU. MATHIT Prøvesæt Kl STXB-MATHIT

Skriftlig Eksamen ST501: Science Statistik Tirsdag den 8. juni 2010 kl

Eksamen i Calculus Mandag den 8. juni 2015

DM507 Algoritmer og datastrukturer

Transkript:

Skriftlig Eksamen Kombinatorik, sandsynlighed og randomiserede algoritmer (DM528) Institut for Matematik & Datalogi Syddansk Universitet Mandag den 3 Januar 2011, kl. 9 13 Alle sædvanlige hjælpemidler (lærebøger, notater etc.) samt brug af lommeregner er tilladt. Brug af computer er ikke tilladt. Eksamenssættet består af 6 opgaver på 6 nummererede sider (1 6). Fuld besvarelse er besvarelse af alle 6 opgaver. De enkelte opgavers vægt ved bedømmelsen er angivet i procent. Der må gerne refereres til resultater fra lærebogen, samt noterne. Dette gælder også de opgaver der har været stillet til eksaminatorierne, eller til aflevering. Specielt må man gerne begrunde en påstand med at henvise til, at det umiddelbart følger fra et resultat i lærebogen, noterne, eller én af de opgaver, der har været stillet på ugesedlerne (hvis dette altså er sandt!). Henvisninger til andre bøger (ud over lærebogen) accepteres ikke som besvarelse af et spørgsmål! Husk at begrunde dine svar! 1

OPGAVE 1 (10%) Gør rede for, at n! = n n + n 1 i=1 ( 1) i C(n, i)(n i) n. Hint: se på afbildninger der er 1-1 og på (fra en mængde med n elementer til en mængde med n elementer). OPGAVE 2 (10%) Løs rekursionsligningen OPGAVE 3 (17%) a n = 7a n 1 12a n 2, for n 2 og a 0 = 3, a 1 = 10. Bestem antallet af positive heltal n som er mindre end 10000, for hvilke summen af n s cifre (også kaldet tværsummen) er 25. Det vil sige at d 1 + d 2 + d 3 + d 4 = 25, hvor n = d 1 d 2 d 3 d 4 udtrykt i 10-tals systemet (0 d i 9 og vi tillader representationer som 0078). Hint: du kan for eksempel anvende princippet om inklusion-eksklusion. 2

OPGAVE 4 (18%) I denne opgave kan du for eksempel benytte dig af formlen i lærebogen side 509 for antallet af funktioner f : X Y som er på og hvor X = m og Y = n. Spørgsmål a: På hvor mange forskellige måder kan man fordele s forskellige emner i 5 forskellige kasser, så mindst en af kasserne er tom? Spørgsmål b: På hvor mange forskellige måder kan man fordele s forskellige emner i 5 forskellige kasser, så præcis en af kasserne er tom? Spørgsmål c: På hvor mange forskellige måder kan man fordele s forskellige emner i 5 forskellige kasser, så mindst to af kasserne er tomme? Spørgsmål d: Forklar hvorfor svaret i spørgsmål c ikke er lig med ( ) 5 2 3 s, som fås ved først at vælge to kasser, der skal være tomme og så tage alle mulige fordelinger af de s emner til de 3 sidste kasser. 3

OPGAVE 5 (17%) En graf B = (V, E) er 2-delt, hvis vi kan opdele dens punktmængde V i to disjunkte mængder V 1, V 2, så enhver kant uv E opfylder at u V 1, v V 2 eller u V 2, v V 1. Lad G = (V, E) være en graf som ikke nødvendigvis er 2-delt. En udspændende 2-delt delgraf af G er en 2-delt graf H = (V, E ) med den samme punktmængde som G og hvor kantmængden E er en delmængde af G s kanter (E E). Bemærk, at en sådan H altid svarer til en opdeling U, W af V (U W = og U W = V ) og E er så (nogle af) de kanter fra E som har præcist et endepunkt i U. En given H kan svare til flere sådanne opdelinger. Din opgave er at bevise, at enhver graf G = (V, E) har en udspændende 2-delt delgraf H = (V, E ) som opfylder at E E /2. Du kan for eksempel enten bevise dette ved at beskrive (og vise korrektheden af) en algoritme som givet G konstruerer en sådan H, eller du kan bevise ved hjælp af den probabilistiske metode, at der eksisterer en sådan udspændende 2-delt delgraf. Hvis du vælger den sidste metode, kan du med fordel betragte en tilfældig opdeling V = V 1 V 2, V 1 V 2 = som er frembragt ved at lade v V tilhøre V 1 med sandsynlighed 1 2 (og dermed V 2 med samme sandsynlighed). Se nu på kanterne enkeltvis og vurder sandsynligheden for, at en givet kant går mellem V 1 og V 2. Brug dette til at bestemme det forventede antal kanter, der har præcist et endepunkt i V 1 (og dermed i V 2 ) og forklar, hvordan man ud fra dette antal kan konkludere eksistensen af den påståede 2-delte udspændende delgraf. 4

OPGAVE 6 (28%) I denne opgave betragter vi tilfældige afbildninger f : S T fra en mængde S til en anden mængde T, hvor S = T = n og n 2. En tilfældig afbildning f : S T genereres ved at udføre følgende eksperiment Q: for hvert s S vælger vi uniformt (sandsynlighed 1 for alle elementer i T ) et tilældigt t T og vi sætter f(s) = n t. Mængden f 1 (t) = {s S f(s) = t} består så af de s S som tildeles t som billede. Bemærk, at 0 f 1 (t) n og t T f 1 (t) = n. Spørgsmål a: Bestem sandsynligheden for at den genererede afbildning f er 1-1 og på. Spørgsmål b: Gør rede for, at det for alle t T gælder, at det forventede antal elementer fra S som afbildes over i t er lig med 1. Hint: Betragt indikator variable X t,s som for s S indikerer om f(s) = t og udtryk f 1 (t) ved hjælp af disse. For ethvert t T lader vi U t, være hændelsen at f 1 (t) = 1. Spørgsmål c: Gør rede for, at p(u t ) = ( n 1 n )n 1 Spørgsmål d: Bestem for t t den betingede sandsynlighed p(u t U t ). Spørgsmål e: Er hændelserne U t og U t uafhængige når t t? 5

Spørgsmål f: Gør rede for, at det forventede antal elementer t T for hvilke hændelsen U t indtræffer er n ( n 1 n )n 1. Antag nu at vi gentager eksperimentet Q i alt r gange og at vi for et givet t T lader X t betegne antallet af disse eksperimenter i hvilket hændelsen U t indtræffer. Spørgsmål g: Hvad er den forventede værdi E(X t ) af X t for et fast t T? Spørgsmål h: Brug Chernoff bounds til at vurdere sandsynligheden for at X t 2 r ( n 1 n )n 1. Du skal blot opskrive den relevante ulighed som den kommer til at se ud, samt argumentere for, at du kan anvende Chernoff bounds til denne vurdering. 6