aufgabe 2 und 3

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\section{Randomisierte größte Schnitte}
\begin{tasks}
\item
Siehe \autoref{fig:3a}.
\points{2}
\begin{figure}
\centering
\includegraphics[page=2, width=0.5\textwidth]{figures.pdf}
\caption{Gegenbeispiel; Maximaler Schnitt $\tup{S, T}$ und nicht maximaler Schnitt $\tup{\set{v}, V \setminus \set{v}}$}
\label{fig:3a}
\end{figure}
\section{Perfektes Eliminationsschema}
\begin{enumerate}
% \item Kopiere $G$ nach $G$
\item Falls $\abs{V(G)} = 0$, gib das Eliminationsschema zurück. \label{schritt2}
\item Suche nach nicht erweiterbaren $U$, sodass $G[U]$ zusammenhängend und $U \cup N(U) \neq V(G)$. Das geht mit Breitensuche mit einem beliebigen Startknoten $s$.
\item Wähle aus $W = V(G) \setminus U \cup N(U)$ einen Knoten aus und
füge ihn zum Eliminationsschema hinzu. Lösche diesen Knoten dann aus $G$.
\item Gehe zurück zu \autoref{schritt2}.
\end{enumerate}
\item
O.B.d.A gilt:
Das die Menge $U$ nicht maximal sondern nur nicht erweiterbar ist, macht die
Folgerung, dass jeder Knoten in $W$ mit jedem in $N(U)$ verbunden ist, nicht kaputt,
da, wenn es eine Kante zwischen einem Knoten in $N(U)$ und $W$ nicht existiert, $U$
erweitert werden kann.
Die Wahrscheinlichkeit dafür das eine Knoten in $S$ gewählt wird ist
$\frac{1}{2}$.
Sei $\set{u, v}$ eine Kante und wurde $u$ in die Menge $S$ gewählt, so ist die Wahrscheinlichkeit dafür, dass $v$ in die selbe Menge gewählt wird $\frac{1}{2}$.
\points{1}
Ebenfalls bleibt die Eigenschaft, dass $N(U)$ eine Clique ist erhalten. Die Argumentation
ist die selbe, wie zuvor.
\item
Sei $\tup{S, T}$ ein fester maximaler Schnitt. Dann gibt es eine Menge von Kanten
$\set{e_1, \dots, e_k}$ die den Schnitt kreuzen, also deren Knoten nicht in die selbe
Menge gewählt wurden.
Jeder Knoten in $W$ ist ein simplizialer Knoten in $G[W]$, da, wenn es eine Kante
zwischen zwei Knoten in $W$ nicht gibt, dann $U$ erweitert werden kann.
Die Wahrscheinlichkeit dafür, dass diese Kanten nicht in die selbe Menge gewählt wurden ist also
\[
1 - \sum_{i = 1}^{k} \frac{1}{2} = 1 - \frac{k}{2}
\]
\points{2}
Durch Magie wird nicht der gesamte Breitensuchbaum erstellt und die Breitensuche
läuft in $\oh(\abs{V} + \abs{E}) = \oh(n + n^2)$. Durch die $n$ rekursiven Aufrufe,
in denen jeder Knoten einmal zum Eliminationsschema hinzugefügt wird, Läuft der
ganze Algorithmus läuft dadurch in $\oh(n^3)$
\points{4}
\item
\[
\dots
\]
Die erwartete Anzahl an Kanten, die den Schnitt kreuzen ist mindestens $\frac{\abs{E}}{2}$. Im schechtesten Fall ist der Graph bipartit und alle
Kanten kreuzen den maximalen Schnitt. Somit ist \alg*{RandMaxCut} eine $\frac{1}{2}$-Approximation für den maximalen Schnitt.
\points{4}
\end{tasks}