diff --git a/übung_6/aufgabe_1.tex b/übung_6/aufgabe_1.tex index eca2512..9219722 100644 --- a/übung_6/aufgabe_1.tex +++ b/übung_6/aufgabe_1.tex @@ -1,58 +1,6 @@ \section{LP-Runden} \begin{tasks} \item - Wir suchen in $U$ nach dem Knoten $v$ mit dem kleinsten $x_v$, unser $\epsilon$, - und setzen alle Knoten $u \in U$ auf $x_u - \epsilon$ und alle Knoten $w \in W$ - auf $\min(x_w~+~\epsilon, 1)$. - - Das macht unsere Beschränkung $x_u + x_w \geq 1$ nicht kaputt, da ein Nachbar $w$ - von einem Knoten $u \in U$ mindestens den Wert $\frac{1}{2} + \epsilon$ hat, - also $1$ ist oder in $W$ liegt. - - Somit hat sich $\abs{U} + \abs{W}$ um mindestens $1$ verkleinert, da - $x_v$ nun $0$ ist und somit nicht in $U \cup W$ liegt und zu $W$ keine - weiteren Knoten dazukommen können. - - Die Veränderungen der Variablen läuft in $\Oh(V)$, da im schlimmsten Fall - alle Knoten entweder in $U$ oder in $W$ liegen. - \points{4} \item - \label{1b} - Wir teilen die Knoten $v \in V$ in drei Mengen ein. - \begin{align*} - A = &\set{v \mid x_v \leq \frac{1}{2}-\epsilon} \\ - B = &\set{v \mid v \notin A \cup C} \\ - C = &\set{v \mid x_v \geq \frac{1}{2}+\epsilon} - \end{align*} - Für alle $v \in A$ setzen wir $x_v = 0$, für alle $v \in B$ setzen wir - $x_v = \frac{1}{2}$ und für alle $v \in C$ setzen wir $x_v = 1$. - Als $\epsilon$ wählen wir das das kleinste $x_v$. - - Das dürfen wir, da wir damit die LP-Beschränkungen aufrechterhalten. - \begin{enumerate} - \item Für alle Variablen $x_v$ gilt $0 \leq x_v \leq 1$. - \item Für alle Paare $v, u$ gilt $x_v + x_u \geq 1$, da - - Fall 1: O.B.d.A gilt: Wenn $x_v \leq \frac{1}{2} - \epsilon$, dann muss $x_u \geq \frac{1}{2} + \epsilon$, wird $x_v = 0$ und $x_u = 1$. - - Fall 2: Wenn $x_v$ oder $x_u \geq \frac{1}{2} + \epsilon$, werden - $x_v$ oder $x_u = 1$. - - Fall 3: Wenn $x_v, x_u \notin A \cup C$, werden $x_v = x_u = \frac{1}{2}$. - \end{enumerate} - Die Laufzeit beläuft sich auf $\Oh(V)$ da sich das $\min_{v \in V} x_v$ in - $\Oh(V)$ Zeit finden und sich jeder Knoten in $\Oh(V)$ in eine - der drei Mengen einteilen lassen kann. - \points{3} \item - Wir nehmen als Basis den Algorithmus aus \autoref{1b}. Um nun eine - eindeutige 2-Approximation für die Knotenüberdeckung zu bekommen, - runden wir alle $x_v = \frac{1}{2}$ auf $1$ auf. - - Dadurch erhalten wir eine Lösung die maximal doppelt so viele Knoten - enthält, wie eine optimale Lösung, da für ein Knotenpaar $v, u$ für das - $x_v = x_u = \frac{1}{2}$ mindestens ein Knoten in der Knotenüberdeckung - enthalten sein muss. Wenn wir beide Knoten nehmen, haben wir doppelt so - viele. - \points{2} \end{tasks}