Skriftlig Eksamen Kombinatorik, Sandsynlighed og Randomiserede Algoritmer (DM528)

Relaterede dokumenter
Skriftlig Eksamen Diskret matematik med anvendelser (DM72)

Skriftlig Eksamen Beregnelighed (DM517)

Skriftlig Eksamen Beregnelighed (DM517)

Skriftlig Eksamen Algoritmer og Sandsynlighed (DM538)

Skriftlig Eksamen Automatteori og Beregnelighed (DM17)

Skriftlig Eksamen Kombinatorik, sandsynlighed og randomiserede algoritmer (DM528)

Skriftlig Eksamen Algoritmer og sandsynlighed (DM538)

Basic statistics for experimental medical researchers

University of Copenhagen Faculty of Science Written Exam - 3. April Algebra 3

University of Copenhagen Faculty of Science Written Exam April Algebra 3

Fejlbeskeder i SMDB. Business Rules Fejlbesked Kommentar. Validate Business Rules. Request- ValidateRequestRegist ration (Rules :1)

Skriftlig Eksamen Kombinatorik, sandsynlighed og randomiserede algoritmer (DM528)

Vina Nguyen HSSP July 13, 2008

Vores mange brugere på musskema.dk er rigtig gode til at komme med kvalificerede ønsker og behov.

Skriftlig Eksamen Diskret Matematik (DM528)

Aarhus Universitet, Science and Technology, Computer Science. Exam. Wednesday 27 June 2018, 9:00-11:00

Aktivering af Survey funktionalitet

Business Rules Fejlbesked Kommentar

Trolling Master Bornholm 2016 Nyhedsbrev nr. 8

Fejlbeskeder i Stofmisbrugsdatabasen (SMDB)

IBM Network Station Manager. esuite 1.5 / NSM Integration. IBM Network Computer Division. tdc - 02/08/99 lotusnsm.prz Page 1

Trolling Master Bornholm 2015

Brug sømbrættet til at lave sjove figurer. Lav fx: Få de andre til at gætte, hvad du har lavet. Use the nail board to make funny shapes.

Satisability of Boolean Formulas

PARALLELIZATION OF ATTILA SIMULATOR WITH OPENMP MIGUEL ÁNGEL MARTÍNEZ DEL AMOR MINIPROJECT OF TDT24 NTNU

Trolling Master Bornholm 2014

The X Factor. Målgruppe. Læringsmål. Introduktion til læreren klasse & ungdomsuddannelser Engelskundervisningen

Engelsk. Niveau C. De Merkantile Erhvervsuddannelser September Casebaseret eksamen. og

Engelsk. Niveau D. De Merkantile Erhvervsuddannelser September Casebaseret eksamen. og

On the complexity of drawing trees nicely: corrigendum

Trolling Master Bornholm 2014

Skriftlig Eksamen DM507 Algoritmer og Datastrukturer

Linear Programming ١ C H A P T E R 2

To the reader: Information regarding this document

Subject to terms and conditions. WEEK Type Price EUR WEEK Type Price EUR WEEK Type Price EUR WEEK Type Price EUR

University of Copenhagen Faculty of Science Written Exam - 8. April Algebra 3

Trolling Master Bornholm 2016 Nyhedsbrev nr. 3

Financial Literacy among 5-7 years old children

Trolling Master Bornholm 2016 Nyhedsbrev nr. 7

How Long Is an Hour? Family Note HOME LINK 8 2

Sport for the elderly

Læs venligst Beboer information om projekt vandskade - sikring i 2015/2016

Hvor er mine runde hjørner?

Trolling Master Bornholm 2013

Bilag. Resume. Side 1 af 12

Trolling Master Bornholm 2016 Nyhedsbrev nr. 5

Project Step 7. Behavioral modeling of a dual ported register set. 1/8/ L11 Project Step 5 Copyright Joanne DeGroat, ECE, OSU 1

Portal Registration. Check Junk Mail for activation . 1 Click the hyperlink to take you back to the portal to confirm your registration

Den nye Eurocode EC Geotenikerdagen Morten S. Rasmussen

Skriftlig Eksamen Algoritmer og Datastrukturer (DM507)

Skriftlig Eksamen DM507 Algoritmer og Datastrukturer

Titel: Barry s Bespoke Bakery

Unitel EDI MT940 June Based on: SWIFT Standards - Category 9 MT940 Customer Statement Message (January 2004)

Eksamensopgaver i DM17, Januar 2003

Resource types R 1 1, R 2 2,..., R m CPU cycles, memory space, files, I/O devices Each resource type R i has W i instances.

CS 4390/5387 SOFTWARE V&V LECTURE 5 BLACK-BOX TESTING - 2

Measuring the Impact of Bicycle Marketing Messages. Thomas Krag Mobility Advice Trafikdage i Aalborg,

Remember the Ship, Additional Work

November hilsner fra NORDJYSKE Medier, Distributionen

Bookingmuligheder for professionelle brugere i Dansehallerne

User Manual for LTC IGNOU

Trolling Master Bornholm 2015

how to save excel as pdf

Danish Language Course for International University Students Copenhagen, 12 July 1 August Application form

Trolling Master Bornholm 2016 Nyhedsbrev nr. 6

Boligsøgning / Search for accommodation!

GUIDE TIL BREVSKRIVNING

ANNONCERING AF CYKELTAXAHOLDEPLADSER I RØD ZONE OG LANGELINIE

Userguide. NN Markedsdata. for. Microsoft Dynamics CRM v. 1.0

Black Jack --- Review. Spring 2012

Skriftlig Eksamen Algoritmer og Datastrukturer (DM507)

CHAPTER 8: USING OBJECTS

Trolling Master Bornholm 2014?

MEDLEY CHALLENGE 2016/2017

Sign variation, the Grassmannian, and total positivity

Timetable will be aviable after sep. 5. when the sing up ends. Provicius timetable on the next sites.

Admission criteria for the Danish Section For at blive optaget på Europaskolen skal du have aflagt Folkeskolens Adgangsprøve eller lignende.

RoE timestamp and presentation time in past

LESSON NOTES Extensive Reading in Danish for Intermediate Learners #8 How to Interview

Blomsten er rød (af Harry Chapin, oversat af Niels Hausgaard)

Help / Hjælp

ATEX direktivet. Vedligeholdelse af ATEX certifikater mv. Steen Christensen

X M Y. What is mediation? Mediation analysis an introduction. Definition

INGEN HASTVÆRK! NO RUSH!

Nyhedsmail, december 2013 (scroll down for English version)

Læs vejledningen godt igennem, før du begynder at samle vuggen. Please read the instruction carefully before you start.

Statistik for MPH: 7

Danish Language Course for Foreign University Students Copenhagen, 13 July 2 August 2016 Advanced, medium and beginner s level.

Privat-, statslig- eller regional institution m.v. Andet Added Bekaempelsesudfoerende: string No Label: Bekæmpelsesudførende

Mandara. PebbleCreek. Tradition Series. 1,884 sq. ft robson.com. Exterior Design A. Exterior Design B.

Get Instant Access to ebook Madkundskab PDF at Our Huge Library MADKUNDSKAB PDF. ==> Download: MADKUNDSKAB PDF

NOTIFICATION. - An expression of care

Appendix 1: Interview guide Maria og Kristian Lundgaard-Karlshøj, Ausumgaard

Avancerede bjælkeelementer med tværsnitsdeformation

Tilmelding sker via stads selvbetjening indenfor annonceret tilmeldingsperiode, som du kan se på Studieadministrationens hjemmeside

Status på det trådløse netværk

Handout 1: Eksamensspørgsmål

SAMLEVEJLEDNINGER / COLLECTION GUIDES

Engelsk A. Højere teknisk eksamen. 1. delprøve - uden hjælpemidler. Fredag den 20. august kl

Eksempel på eksamensspørgsmål til caseeksamen

Transkript:

Skriftlig Eksamen Kombinatorik, Sandsynlighed og Randomiserede Algoritmer (DM58) Institut for Matematik og Datalogi Syddansk Universitet, Odense Torsdag den 1. januar 01 kl. 9 13 Alle sædvanlige hjælpemidler (lærebøger, notater, osv.) samt brug af lommeregner er tilladt. Eksamenssættet består af 4 opgaver på 6 nummererede sider (1 6). De enkelte opgavers vægt ved bedømmelsen er angivet i procent. Bemærk, at de enkelte spørgsmål i en opgave ikke nødvendigvis har samme vægt. Der må gerne refereres til resultater fra kursets lærebøger, noter og øvelsesopgaver. Henvisninger til andre bøger accepteres ikke som besvarelse af et spørgsmål. Husk at begrunde dine svar! You are to use allowed to use any textbooks and any notes you have for this course. Pocket calculators are also allowed. The exam paper consists of 4 problems on 6 numbered pages (1 6). The weight assigned to each problem in grading is given in parentheses at the start of each problem. Note that the individual questions of a problem do not necessarily have the same weight. You may refer to results from the course textbooks and notes and to exercises that have been assigned during the course. References to other books than those used in the course will not be accepted. Remember to argue for the correctness of your results!

Opgave 1 (0%) Denne opgave handler om at løse følgende inhomogene rekursionsligning med begyndelsesbetingelser a 0 = a 1 = 1. Den associerede homogene rekursionsligning er a n = 4a n 1 3a n + 1 (1) a n = 4a n 1 3a n () a) Angiv den generelle løsning til () uden hensyntagen til begyndelsesbetingelserne. b) Angiv en bestemt (particular) løsning til (1) uden hensyntagen til begyndelsesbetingelserne. c) Angiv løsningen til (1), når begyndelsesbetingelserne også tages i betragtning. Problem 1 (0%) Consider the following inhomogeneous recurrence relation a n = 4a n 1 3a n + 1 (3) with initial conditions a 0 = a 1 = 1. The associated homogeneous recurrence relation is a n = 4a n 1 3a n (4) a) State the general solution of (4), disregarding the initial conditions. b) State a particular solution of (3), disregarding the initial conditions. c) State the solution of (3) satisfying the initial conditions. 1

Opgave (5%) Denne opgave handler om varianter af SAT-problemet. Ligesom i noterne lader vi k betegne antallet af led (clauses) i et givet SATudtryk. a) I afsnit 13.4 i noterne så vi på MAX 3-SAT, hvor det gælder om at maksimere antallet af sande led i et givet 3-SAT-udtryk. For algoritmen, vi analyserede, er det forventede antal sande led 7k/8. Vis, at sandsynligheden for, at kun k/ led er sande, er mindre end e 3k/16. b) Nu ser vi på det generelle MAX SAT problem, hvor hvert led kan have et vilkårligt antal literals. Et eksempel på et SAT-udtryk med k = 3 kunne være (x 1 ) ( x 1 x x 3 x 4 ) ( x x 3 ) Angiv en algoritme, for hvilken det forventede antal sande led er k/. Husk at argumentere for, at din algoritme har den angivne forventningsværdi. c) Argumentér for, at der ikke kan eksistere en algoritme til MAX SAT med en højere forventningsværdi end k/. d) Nu ser vi på 4-SAT, hvor hvert led har præcis 4 literals. Et eksempel på et 4-SAT-udtryk kunne være (x 1 x x 3 x 4 ) ( x 1 x x 3 x 5 ) Argumentér for, at ethvert 4-SAT udtryk med højst 15 led kan opfyldes; d.v.s. at for ethvert sådant udtryk findes der en tildeling af sandhedsværdier til variablerne, så udtrykket er sandt.

Problem (5%) In this problem, we consider variants of the SAT problem. As in the notes, we let k denote the number of clauses in a given SAT expression. a) In Section 13.4 of the notes, we considered the MAX 3-SAT problem where the goal is to maximize the number of satisfied clauses of a given 3-SAT expression. For the algorithm considered, the expected number of satisfied clauses is 7k/8. Show that probability that only k/ clauses are satisfied is less than e 3k/16. b) Now consider the general MAX SAT problem where each clause can have any number of literals. An example of a SAT expression with k = 3 could be (x 1 ) ( x 1 x x 3 x 4 ) ( x x 3 ) Give an algorithm such that the expected number of satisfied clauses is k/. Remember to argue that your algorithm has the stated expectation. c) Argue that an algorithm for MAX SAT with a higher expectation than k/ cannot exist. d) Now consider the 4-SAT problem where each clause has exactly 4 literals. An example of a 4-SAT expression could be (x 1 x x 3 x 4 ) ( x 1 x x 3 x 5 ) Argue that any 4-SAT expression with at most 15 clauses is satisfiable; i.e., for each such expression, there is a truth assignment to the variables such that all clauses are true. 3

Opgave 3 (30%) Denne opgave handler om at fordele bolde i kasser. Boldene er identiske, men kasserne kan skelnes fra hinanden. Antag først, at der er 5 kasser og 10 bolde. a) På hvor mange forskellige måder kan de 10 bolde fordeles i de 5 kasser? b) Antag nu, at der skal være mindst én bold i hver kasse. På hvor mange forskellige måder kan boldene da fordeles i kasserne? c) Antag nu, at 5 af boldene er røde, og 5 af boldene er blå. På hvor mange forskellige måder kan boldene nu fordeles i kasserne? (Det er ikke længere et krav, at der skal være mindst én bold i hver kasse.) d) Antag nu, at der er 10 kasser K 1, K,..., K 10, og at de er placeret i den nævnte rækkefølge. Antag endvidere, at der er 7 røde bolde og 3 blå bolde. Boldene skal fordeles, så der kommer præcis en bold i hver kasse. Desuden skal der være mindst en rød bold mellem hvert par af blå bolde; d.v.s. for i = 1,,..., 9 skal mindst en af kasserne K i og K i+1 indeholde en rød bold. På hvor mange forskellige måder kan dette gøres? Lad nu n betegne antallet af kasser. Antag, at boldene bliver anbragt i kasserne en for en. For hver bold vælges en kasse uniformt tilfældigt; d.v.s. hver bold har sandsynlighed 1 for at ende n i hver af de n kasser. e) Først ser vi på en bestemt kasse K i. Hvad er det forventede antal bolde, der skal fyldes i kasserne, før K i modtager den første bold? f) Hvad er det forventede antal bolde, der skal fyldes i kasserne, før alle kasser har modtaget mindst én bold? 4

Opgave 3 (30%) Consider the problem of distributing balls into boxes. The balls are identical, but the boxes are distinguisable. First, assume that there are 5 boxes and 10 balls. a) In how many different ways can the 10 balls be distributed into the 5 boxes? b) Now assume that each box must contain at least one ball. In how many different ways can the balls be distributed into the boxes? c) Assume now that there are 5 red balls and 5 blue balls. In how many different ways can the balls be distributed into the boxes? (It is no longer required that each box contains at least one ball.) d) Now assume that there are 10 boxes K 1, K,..., K 10, in the stated order. Further assume that there are 7 red balls and 3 blue balls. Each box must contain exactly one ball. Furthermore, between each pair of blue balls, there must be at least one red ball; i.e., for i = 1,,..., 9, at least one of the boxes K i and K i+1 must contain a red ball. In how many different ways can this be done? Now let n denote the number of boxes. Assume that the balls are placed in the boxes, one by one. For each ball, a box is chosen uniformly at random; i.e., each ball has a probability of 1/n of ending up in each of the n boxes. e) First consider a given box K i. What is the expected number of balls to be put into boxes before K i receives a ball for the first time? f) What is the expected number of balls to be put into boxes before all boxes have received at least one ball each? 5

Opgave 4 (5%) I denne opgave ser vi på to terninger, en falsk og en ægte. Med den falske terning slår man 6 med sandsynlighed 1, og hver af de fem andre udfald har sandsynlighed 1. 10 Vi slår med en af terningerne. Med sandsynlighed 1 er det den ægte terning, der kastes, og med sandsynlighed 1 er det den falske. a) Hvad er det forventede antal øjne? b) Hvad er variansen af antallet af øjne? c) Antag, at terningen viser 6 øjne. Hvad er da sandsynligheden for, at det var den falske terning, der blev kastet? Opgave 4 (5%) We consider a fair and a biased die. With the biased die, the probability that 6 comes up is 1. The five remaining possible outcomes each have a probability of 1. 10 One die is rolled. With probability 1, the fair die is rolled, and with probability 1, the biased die is rolled. a) What is the expected number that appears when the die is rolled? b) What is the variance of the number that appears? c) Assume that the number 6 appears. In this case, what is the probability that the biased die was rolled? 6