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a19857c2b7
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d925bf9818
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@ -1,58 +1,6 @@
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\section{LP-Runden}
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\section{LP-Runden}
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\begin{tasks}
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\begin{tasks}
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\item
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\item
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Wir suchen in $U$ nach dem Knoten $v$ mit dem kleinsten $x_v$, unser $\epsilon$,
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und setzen alle Knoten $u \in U$ auf $x_u - \epsilon$ und alle Knoten $w \in W$
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auf $\min(x_w~+~\epsilon, 1)$.
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Das macht unsere Beschränkung $x_u + x_w \geq 1$ nicht kaputt, da ein Nachbar $w$
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von einem Knoten $u \in U$ mindestens den Wert $\frac{1}{2} + \epsilon$ hat,
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also $1$ ist oder in $W$ liegt.
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Somit hat sich $\abs{U} + \abs{W}$ um mindestens $1$ verkleinert, da
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$x_v$ nun $0$ ist und somit nicht in $U \cup W$ liegt und zu $W$ keine
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weiteren Knoten dazukommen können.
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Die Veränderungen der Variablen läuft in $\Oh(V)$, da im schlimmsten Fall
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alle Knoten entweder in $U$ oder in $W$ liegen.
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\points{4}
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\item
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\item
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\label{1b}
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Wir teilen die Knoten $v \in V$ in drei Mengen ein.
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\begin{align*}
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A = &\set{v \mid x_v \leq \frac{1}{2}-\epsilon} \\
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B = &\set{v \mid v \notin A \cup C} \\
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C = &\set{v \mid x_v \geq \frac{1}{2}+\epsilon}
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\end{align*}
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Für alle $v \in A$ setzen wir $x_v = 0$, für alle $v \in B$ setzen wir
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$x_v = \frac{1}{2}$ und für alle $v \in C$ setzen wir $x_v = 1$.
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Als $\epsilon$ wählen wir das das kleinste $x_v$.
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Das dürfen wir, da wir damit die LP-Beschränkungen aufrechterhalten.
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\begin{enumerate}
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\item Für alle Variablen $x_v$ gilt $0 \leq x_v \leq 1$.
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\item Für alle Paare $v, u$ gilt $x_v + x_u \geq 1$, da
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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 $x_u = 1$.
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Fall 2: Wenn $x_v$ oder $x_u \geq \frac{1}{2} + \epsilon$, werden
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$x_v$ oder $x_u = 1$.
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Fall 3: Wenn $x_v, x_u \notin A \cup C$, werden $x_v = x_u = \frac{1}{2}$.
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\end{enumerate}
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Die Laufzeit beläuft sich auf $\Oh(V)$ da sich das $\min_{v \in V} x_v$ in
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$\Oh(V)$ Zeit finden und sich jeder Knoten in $\Oh(V)$ in eine
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der drei Mengen einteilen lassen kann.
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\points{3}
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\item
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\item
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Wir nehmen als Basis den Algorithmus aus \autoref{1b}. Um nun eine
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eindeutige 2-Approximation für die Knotenüberdeckung zu bekommen,
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runden wir alle $x_v = \frac{1}{2}$ auf $1$ auf.
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Dadurch erhalten wir eine Lösung die maximal doppelt so viele Knoten
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enthält, wie eine optimale Lösung, da für ein Knotenpaar $v, u$ für das
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$x_v = x_u = \frac{1}{2}$ mindestens ein Knoten in der Knotenüberdeckung
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enthalten sein muss. Wenn wir beide Knoten nehmen, haben wir doppelt so
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viele.
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\points{2}
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\end{tasks}
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\end{tasks}
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