diff --git a/übung_7/agt_übung_7.pdf b/übung_7/agt_übung_7.pdf index 3eb87ce..cc93346 100644 Binary files a/übung_7/agt_übung_7.pdf and b/übung_7/agt_übung_7.pdf differ diff --git a/übung_7/aufgabe_1.tex b/übung_7/aufgabe_1.tex index 34222fe..d8eb169 100644 --- a/übung_7/aufgabe_1.tex +++ b/übung_7/aufgabe_1.tex @@ -11,11 +11,11 @@ \end{quote} \begin{itemize} - \item[$\implies$] + \item[$\Rightarrow$] Wenn der Graph $G$ ein $s$-Wurzelspannbaum ist, dann erfüllt er die Eigenschaften eines $s$-Wurzelbaums, also $G$ azyklisch, $v \in V \setminus \set{s} : \indeg(v) = 1$ und $\indeg(s) = 0$. Der zugrunde liegende ungerichtete Graph $G'$ muss also auch azyklisch, also ein Baum, sein. - \item[$\seilpmi$] + \item[$\Leftarrow$] Fall 1: $G'$ ist kein Baum. Dann existiert in $G$ entweder ein gerichteter Kreis, was die erste $s$-\-Wurzel\-baum-\-Eigenschaft verletzt, oder ein Knoten $u$ diff --git a/übung_7/aufgabe_2.tex b/übung_7/aufgabe_2.tex index 3d5e438..bbac169 100644 --- a/übung_7/aufgabe_2.tex +++ b/übung_7/aufgabe_2.tex @@ -1,75 +1,56 @@ -\section{Christofides’ Algorithmus} -\begin{tasks} -\item - Siehe \autoref{fig:christofides}. - \points{4} -\item - Siehe \autoref{fig:checkmate}. Diese Tour kann nicht von \algt{Christofides} - berechnet werden, denn egal mit welcher Kante in welche Richtung gestartet - wird, nimmt \algt{Cristofides} immer eine Kante in die Tour, die nicht in - \autoref{fig:checkmate} ist. +\section{Eigenschaften von Wurzelspannbäumen} +\begin{quote} + Sei $G = (V, E)$ ein gerichteter Graph und $s \in V$ ein ausgezeichneter Knoten. - \begin{figure} - \centering - \includegraphics[page=10, width=0.5\textwidth]{figures.pdf} - \caption{Eine kleinere TSP-Tour, die von \algt{Cristofides} nicht berechnet werden kann.} - \label{fig:checkmate} - \end{figure} - \points{1} -\end{tasks} - -{ -\newpage -\KOMAoptions{mpinclude=false} -\recalctypearea +Ein Knoten $w$ ist von einem Knoten $v$ erreichbar, wenn es einen $v–w$-Weg gibt. Die Erreichbarkeitsmenge $E(v)$ eines Knotens $v$ ist die Menge aller Knoten, die von $v$ erreichbar +sind. Insbesondere ist $v \in E(v)$. +\end{quote} \begin{figure} \centering - \begin{subfigure}{.3\linewidth} - \centering - \includegraphics[page=1, width=0.9\textwidth]{figures.pdf} - \caption{Der gewichtete, vollständige Graph $G$.} - \end{subfigure} - \begin{subfigure}{.3\linewidth} - \centering - \includegraphics[page=2, width=0.9\textwidth]{figures.pdf} - \caption{Minimalen Spannbaum finden.} - \end{subfigure} - \begin{subfigure}{.3\linewidth} - \centering - \includegraphics[page=3, width=0.9\textwidth]{figures.pdf} - \caption{Knoten $U$ mit ungeraden Graden finden.} - \end{subfigure} - \begin{subfigure}{.3\linewidth} - \centering - \includegraphics[page=4, width=0.9\textwidth]{figures.pdf} - \caption{Minimales, perfektes Matching auf $G[U]$ finden.} - \end{subfigure} - \begin{subfigure}{.3\linewidth} - \centering - \includegraphics[page=5, width=0.9\textwidth]{figures.pdf} - \caption{Eulertour konstruieren.} - \end{subfigure} - \begin{subfigure}{.3\linewidth} - \centering - \includegraphics[page=6, width=0.9\textwidth]{figures.pdf} - \caption{Eulertour konstruieren.} - \end{subfigure} - \begin{subfigure}{.3\linewidth} - \centering - \includegraphics[page=7, width=0.9\textwidth]{figures.pdf} - \caption{Eulertour konstruieren.} - \end{subfigure} - \begin{subfigure}{.3\linewidth} - \centering - \includegraphics[page=8, width=0.9\textwidth]{figures.pdf} - \caption{Eulertour konstruieren.} - \end{subfigure} - \begin{subfigure}{.3\linewidth} - \centering - \includegraphics[page=9, width=0.9\textwidth]{figures.pdf} - \caption{Schon besuchte Knoten überspringen. TSP vollständig.} - \end{subfigure} - \caption{Cristofides' Algorithmus} - \label{fig:christofides} + \includegraphics[width=0.5\textwidth]{vw.jpg} + \caption{Volkswagen für den Raupengott!} \end{figure} -} +\begin{tasks} + \item + \begin{quote} + Falls $E(s) = V$, dann besitzt $G$ einen $s$-Wurzelspannbaum. + \end{quote} + + Das heißt es existiert ein $s$-$u$-Weg für jeden Knoten $u \in V$. + Daraus folgt, dass für jeden Knoten $v \in V \setminus \set{s}: \indeg(v) \geq 1$ + gilt, also jeder Knoten erreicht werden kann. + + Da es, wenn es einen $s$-$u$-Weg gibt, einen einfachen Weg geben muss, + gilt für den, durch die $s$-$u$-Wege induzierten Graphen, dass er kreisfrei ist, + also für jeden Knoten $v \in V \setminus \set{s}: \indeg(v) = 1$ +und $\indeg(s) = 0$ gilt. + + Da jeder Knoten erreicht werden kann und der induzierte Graph die + $s$-Wurzelbaum-Eigenschaften erfüllt, besitzt $G$ einen $s$-Wurzelspannbaum. + \points{3} + \item + \begin{quote} + Wenn $G$ kreisfrei und einen Wurzelspannbaum besitzt, dann ist dieser + eindeutig bestimmt. + \end{quote} + + Siehe \autoref{fig:2a}. + \points{2} + \begin{figure} + \centering + \includegraphics[page=1, width=0.2\textwidth]{figures.pdf} + \caption{Gegenbeispiel mit zwei möglichen Wurzelspannbäumen.} + \label{fig:2a} + \end{figure} + + \item + \begin{quote} + Wenn $G$ kreisfrei ist und zwei Wurzelspannbäume besitzt, dann haben beide dieselbe Wurzel. + \end{quote} + + Da nur der Knoten $s$ den Eingangsgrad $0$ haben darf, muss dieser Knoten + eindeutig sein, da der Graph sonst nicht zusammenhängend wäre und + somit keinen $s$-Wurzelspannbaum besitzen würde. + \points{2} + +\end{tasks} diff --git a/übung_7/figures.pdf b/übung_7/figures.pdf index a723839..b3cfc44 100644 Binary files a/übung_7/figures.pdf and b/übung_7/figures.pdf differ diff --git a/übung_7/vw.jpg b/übung_7/vw.jpg new file mode 100644 index 0000000..7f16614 Binary files /dev/null and b/übung_7/vw.jpg differ