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Thomas Ba. 12 years ago
parent 81e055f23c
commit 7b2586ef89

@ -1202,7 +1202,7 @@
Sei $G,k$ eine Eingabe für $VC$.\\
Ziel: konstruiere $G'$, so dass $(G,K)\in VC \Leftrightarrow (G',k) \in DS$
\includegraphics{bilder/ds-vc.eps}
\includegraphics{bilder/ds-vc.pdf}
Für jede Kante $(u,v)$ in $G$ führe neuen Knoten $K_{(u,v)}$ ein und Kanten $(u,K_{(u,v)})$ und $(v,K_{(u,v)})$ (ungerichtet).
@ -1211,7 +1211,7 @@
\(\Rightarrow\) der neue Knoten $K_{u,v}$ hat einen Nachbarn in $C$\\
\(\Rightarrow\) $C$ ist d.s. in $G'$.\\
\('\Leftarrow'\) Sei $D$ d.s. in $G'$\\
\includegraphics{bilder/ds-vc2.eps}
\includegraphics{bilder/ds-vc2.pdf}
Enthält $D$ neue Knoten $K_{u,v}$ dann ersetze $K_{u,v}$ durch $u$ in $D$. Danach entsteht $D'$. Dann ist $D'$ (immer noch d.s.).\\
Dann gilt \( \left|D'\right| \le k\) und $D'$ ist V.C. in $G$:\\
wäre für Knate $(u,v)$ weder $u\in D'$ noch $v\in D'$, dann hätte $K_{u,v}$ keinen Nachbarn in $D'$.\\
@ -1300,7 +1300,7 @@
Sei \( A = \sum\limits_{i=1}^n a_i\)\\
Sei \( I \subseteq \{1,…,n\}i \) mit \( \sum\limits_{i\in I} a_i = b\)
\includegraphics{bilder/partition.eps}
\includegraphics{bilder/partition.pdf}
Dann ist \( \sum\limits_{i\in I} a_i + A-b = \sum\limits_{i\not\in I} a_i + b\)
@ -1326,7 +1326,7 @@
Gefragt: Kann man \(a_1,…,a_n\) auf k Bins der Größe B verteilen?
\bsp \(1,3,3,7,5,4\ ,B=5\)\\
\includegraphics{bilder/bin-packing.eps}\\
\includegraphics{bilder/bin-packing.pdf}\\
\( \in NP\)
Partition $\le^P$ Bin Packing.\\
@ -1334,7 +1334,7 @@
Konstruiere Eingabe für Bin Packing:\\
\( a_1,…,a_n, B= \frac A2, k=2 \) mit \( A = \sum\limits_{i=1}^n a_i \)
\includegraphics{bilder/p-np.eps}
\includegraphics{bilder/p-np.pdf}
\section{Approximationsalgorithmen}
@ -1342,7 +1342,7 @@
geg. $a_1,a_2,…,a_n$
\includegraphics{bilder/approx_bin.eps}
\includegraphics{bilder/approx_bin.pdf}
\underline{1. Strategie}
@ -1350,7 +1350,7 @@
\begin{itemize}
\item sortiere Eingabe aufsteigend zu \( a_1 \le a_2 \le .. \le a_n \)
\item fülle bin $i$ so weit wie möglich, für $i=1,2,...$ mit Gegenständen in sortierter Reihenfolge\\
\includegraphics{bilder/approx_bin_1.eps}
\includegraphics{bilder/approx_bin_1.pdf}
\end{itemize}
\underline{2. Strategie}
@ -1360,7 +1360,7 @@
\item setze $a_i$ in den ersten bin, in den es noch hinein passt, für $i=1,…,n$.
\end{itemize}
\includegraphics{bilder/approx_bin_2.eps}
\includegraphics{bilder/approx_bin_2.pdf}
\underline{Strategie 3: First Fit (FF)}
@ -1374,7 +1374,7 @@
Für FF gilt: alle bins, bis auf evtl. den letzten, haben Füllhöhe \(>\frac12\)
\includegraphics{bilder/approx_bin_3.eps}
\includegraphics{bilder/approx_bin_3.pdf}
\( \Rightarrow 2 \sum\limits_{i=1}^n a_i > k \)\\
= \# bins, wenn alle genau $\frac12$ voll sind.
@ -1425,7 +1425,7 @@
\bsp $t_i = 1, i=1,…,n-1$\\
$t_n = m$\\
\includegraphics{bilder/mps.eps}\\
\includegraphics{bilder/mps.pdf}\\
wähle $n = m (m-a) +1$\\
$T = 2m-1$\\
$T^* = m$
@ -1454,7 +1454,7 @@
\subsection{Vortex Cover}
% TODO VL vom 11.1.12 vervollständigen
\includegraphics{bilder/vertex_cover.eps}
\includegraphics{bilder/vertex_cover.pdf}
Greedy:
\begin{itemize}
\item wähle Knoten $v$ mit maximalem Grad
@ -1463,7 +1463,7 @@
\end{itemize}
\bsp\\
\includegraphics{bilder/vertex_cover_2.eps}
\includegraphics{bilder/vertex_cover_2.pdf}
\begin{align*}
deg(a_i) &= 1\\
deg(b_i) &= (n-2) +1 = n-1\\
@ -1473,7 +1473,7 @@
Optimal wäre $b_1,…,b_n$ zu nehmen, also n Knoten.
\bsp\\
\includegraphics{bilder/vertex_cover_3.eps}
\includegraphics{bilder/vertex_cover_3.pdf}
\begin{align*}
N &= \sum\limits_{i=2}^{n} \lfloor \frac n i \rfloor\\
&\ge \sum\limits_{i=2}^{n} (\frac n i -1 )\\
@ -1488,7 +1488,7 @@
Verhältnis: $ \frac{N+n}{2} = \frac{n \ln n - n +1}{n} = \ln n -1 +\frac 1n $\\
D.\,h. die Strategie kann beliebig schlecht werden.
\includegraphics{bilder/vortex_cover_4.eps}
\includegraphics{bilder/vortex_cover_4.pdf}
\begin{enumerate}[1)]
\item $C\leftarrow \emptyset$
@ -1508,13 +1508,13 @@
\subsubsection{Nearest Neighbor (NN)}
gehe immer zum nächstliegenden noch nicht besuchten Punkt.\\
\includegraphics{bilder/tsp_nn.eps}
\includegraphics{bilder/tsp_nn.pdf}
Metrik: $d$ erfüllt die Dreiecksungleichung\\
\includegraphics{bilder/tsp_dreieck.eps}\\
\includegraphics{bilder/tsp_dreieck.pdf}\\
$ d(x,y) \le d(x,z) + d(z,y) $
\includegraphics{bilder/tsp_nn_2.eps}\\
\includegraphics{bilder/tsp_nn_2.pdf}\\
Allgemein:
\begin{align*}
T &= \text{NN-Lösung}\\
@ -1532,7 +1532,7 @@
\end{itemize}
Auswahl von $v$:\\
\includegraphics{bilder/tsp_ni.eps}
\includegraphics{bilder/tsp_nn.pdf}
wähle $v$ mit minimalem Abstand zum Kreis:
\[ d(c,v) = min d(u,v) \quad u \in V\]
@ -1557,13 +1557,13 @@
\bew Vergleich mit der Berechnung aufspannender Bäume, wähle jeweils Knoten $v$ der am nächsten zum aktuellen Baum liegt.\\
NI wählt ebenfalls diesen Knoten $v$ aus.\\
\includegraphics{bilder/tsp_ni_bew.eps}
\includegraphics{bilder/tsp_ni_bew.pdf}
Aufspannender Baum T vergrößert sich um $d(u,v)$, Kreis vergrößert sich um $cost(v) \le d(u,v)$.\\
\( \Rightarrow \) am ende gilt: $ d(c) \le 2 * d(T) $
Sei $C^*$ Kreis minimaler Länge ( = opt. TSP-Tour ).\\
\includegraphics{bilder/tsp_ni_bew2.eps}\\
\includegraphics{bilder/tsp_ni_bew2.pdf}\\
Lasse irgendeine Kante weg. Dann entsteht ein Baum $T'$, ein aufspannender Baum. Folglich ist $d(T) \le d(T')$, da $T$ minimal ist.\\
Außerdem ist $d(T') < d(C^*)$\\
$\Rightarrow d(T) \le d(C^*)$\\
@ -1581,17 +1581,17 @@
\begin{enumerate}[1)]
\item Konstruiere minimal aufspannenden Baum $T$.\\
Dann ist $d(T) \le d(C^*)$\\
\includegraphics{bilder/tsp_christofides.eps}
\includegraphics{bilder/tsp_christofides.pdf}
\item verdopple alle Kanten
\item Konstruiere Euler-Tour $E$ (mittels DFS)\\
$D(E) = 2*d(T) $
\item Konstruiere daraus TSP-Tour durch Abkürzungen\\
\includegraphics{bilder/tsp_christofides_2.eps}
\includegraphics{bilder/tsp_christofides_2.pdf}
\end{enumerate}
\underline{Verbesserung}
\includegraphics{bilder/tsp_christofides_adv.eps}\\
\includegraphics{bilder/tsp_christofides_adv.pdf}\\
Erweitere T um Kanten, so das jeder Knoten geraden Grad hat.
Betrachte $U=$ Knoten mit ungeradem Grad in $T$
@ -1606,7 +1606,7 @@
Matching auf $U$.\\
\begin{wrapfigure}{l}{2cm}
\includegraphics{bilder/tsp_christofides_adv_matching.eps}
\includegraphics{bilder/tsp_christofides_adv_matching.pdf}
\end{wrapfigure}
Perfect Matching $M$ ist eine Menge von Kanten, so dass jeder Knoten zu genau einer Kante aus $M$ gehört.\\
Es gibt effiziente Verfahren zu Berechnung von minimalem perfect Matching.
@ -1614,7 +1614,7 @@
Dann weiter wie vorher: konstruiere Eulertour $E$ und daraus TSP-Tour $C$.\\
Es gilt: $d(E) = d(T) + d(M) \ge d(C)$
\includegraphics{bilder/tsp_christofides_adv_kreis.eps}
\includegraphics{bilder/tsp_christofides_adv_kreis.pdf}
Nehme jede zweite Kante\\
\(\Rightarrow\) perfect Matching $M_1$\\
@ -1631,7 +1631,7 @@
\(\triangle\)TSP\\
TSP ohne $\triangle$-Ungleichung:\\
\includegraphics{bilder/tsp_dreieck_2.eps}\\
\includegraphics{bilder/tsp_dreieck_2.pdf}\\
\satz Sei $ c > o $ beliebig.\\
$P \ne NP \Rightarrow $ es gibt keine $c$-Approximation für TSP.
@ -1639,7 +1639,7 @@
Sei $G = (V,E)$ ein Graph mit $|V| = n$.\\
Konstruiere Eingabe für TSP mit $n$ Städte und Abständen $d$:\\
\[ d(i,j) = \begin{cases}1,& \text{falls } (i,j) \in E \\ c * n, & \text{sonst} \end{cases} \]
\includegraphics{bilder/tsp_graph.eps}
\includegraphics{bilder/tsp_graph.pdf}
Dann gilt:
\begin{enumerate}
@ -1668,7 +1668,7 @@
\subsection{Subset Sum}
Für Subset Sum git es eine Approximation, die auf Eingabe $(a_1,…,a_n,b,\epsilon), \epsilon > 0$ eine $(1+\epsilon)$-Approximation liefert.\\
\includegraphics{bilder/subset_sum_opt.eps}
\includegraphics{bilder/subset_sum_opt.pdf}
Optimierungsversion: $I\le \{ 1,…,n\}$ sodass $ \sum\limits_{i\in I} a_i$ maximal und $\le b$
@ -1687,7 +1687,7 @@
$TQBF \in PSPACE$
\includegraphics{bilder/pspace_tqbf.eps}
\includegraphics{bilder/pspace_tqbf.pdf}
Stelle Formel als Schaltkreis dar und werte mittels Tiefensuche aus. Es gilt: $TQBF$ ist $PSPACE$-vollständig.\\
Jede $QBF$-Formel lässt sich äquivalent umschreiben in $Q_1x_1Q_2x_2…Q_nx_n F(x_1,…,x_n)$ mit $Q_1 = \exists, Q_2 = \forall, …$ alternierend und $F$ in $3-KNF$ ist. (quantorenfrei)
@ -1706,7 +1706,7 @@
Konstruiere $G,s$:
\includegraphics{bilder/tqbf_geo.eps}
\includegraphics{bilder/tqbf_geo.pdf}
\textsc{Geo} ist $PSPACE$-Vollständig

@ -0,0 +1,13 @@
#!/bin/bash
for FILE in $(find bilder/ -iname '*.xml') ; do
if [ ! -f "${FILE%.xml}.pdf" -o "$FILE" -nt "${FILE%.xml}.pdf" ] ; then
ipetoipe -pdf -runlatex $FILE ${FILE%.xml}.pdf
fi
done
if [ ! -f "Berechenbarkeits-KomplexTh.toc" ] ; then
# Run it twice to generate TOC
pdflatex Berechenbarkeits-KomplexTh.tex
fi
pdflatex Berechenbarkeits-KomplexTh.tex

@ -0,0 +1,13 @@
#!/bin/bash
for FILE in $(find bilder/ -iname '*.xml') ; do
if [ ! -f "${FILE%.xml}.pdf" -o "$FILE" -nt "${FILE%.xml}.pdf" ] ; then
ipetoipe -pdf -runlatex $FILE ${FILE%.xml}.pdf
fi
done
if [ ! -f "Grundlagen_der_Mathematik.toc" ] ; then
# Run it twice to generate TOC
pdflatex Grundlagen_der_Mathematik.tex
fi
pdflatex Grundlagen_der_Mathematik.tex

@ -227,7 +227,7 @@
Verteilungsfunktion \(F(x) = \phi(x) = \phi_{0,1}(x) \to \) hierfür: Tabellenwerte
\includegraphics{bilder/fosa_dichtefunktion.eps}
\includegraphics{bilder/fosa_dichtefunktion.pdf}
\section*{Schätzungen und Tests}
\addcontentsline{toc}{section}{Schätzungen und Tests}
@ -260,7 +260,7 @@
\( T= \frac{\overline{x}-\mu_0}{\sigma} * \sqrt{n} \)
\includegraphics{bilder/fosa_dichtefunktion_zwei.eps}\\
\includegraphics{bilder/fosa_dichtefunktion_zwei.pdf}\\
zweiseitiger Test
Testentscheidung: \(H_0\) wird \(\begin{cases} \text{angenommen} &, -c \le T \le c \\ \text{abgelehnt} &, T>c,T<-c \end{cases} \)
@ -273,13 +273,13 @@
\(H_0: \mu \le \mu_0 \) (vorgegebener Maximalwert)
\includegraphics{bilder/fosa_dichtefunktion_max.eps}
\includegraphics{bilder/fosa_dichtefunktion_max.pdf}
\(H_0\) wird \(\begin{cases} \text{angenommen} &, T \le c \\ \text{abgelehnt} &, T>c \end{cases} \)
\(H_0: \mu \ge \mu_0 \) (vorgegebener Minimalwert)
\includegraphics{bilder/fosa_dichtefunktion_min.eps}
\includegraphics{bilder/fosa_dichtefunktion_min.pdf}
\(H_0\) wird \(\begin{cases} \text{angenommen} &, T \ge c \\ \text{abgelehnt} &, T<c \end{cases} \)
@ -293,6 +293,6 @@
$\to P\Big( \overline{x}-\phi^{-1}(1-\frac{\alpha}{2}) * \frac{\sigma}{\sqrt{n}}\ \le\ \mu\ \le\ \overline{x}+\phi^{-1}(1-\frac{\alpha}{2}) * \frac{\sigma}{\sqrt{n}}\Big)$\\
$\to$ Formel für das $(1-\alpha)$ Konfidenzintervall:\\
$ \Big[ \overline{x}-\phi^{-1}(1-\frac{\alpha}{2}) * \frac{\sigma}{\sqrt{n}}\ ,\ \overline{x}+\phi^{-1}(1-\frac{\alpha}{2}) * \frac{\sigma}{\sqrt{n}} \Big] $ \textcolor{Orange}{$\leftarrow$ da drin liegt $\mu$ mit Wahrscheinlichkeit $1-\alpha$}\\
\includegraphics{bilder/1-6_konfidenz.eps}
\includegraphics{bilder/1-6_konfidenz.pdf}
\end{document}

@ -1057,7 +1057,7 @@
Zugehörige Verteilungsfunktion \(F(x) = \phi(x) = \phi_{0,1}(x) \rightarrow\) hierfür: \underline{Tabellenwerte}
\end{mydef}
\includegraphics{bilder/1-6_dichtefunktion.eps}
\includegraphics{bilder/1-6_dichtefunktion.pdf}
Aus der Tabelle:\\
\bsp \(\phi(1.27) = 0.89796 \)\\
@ -1070,7 +1070,7 @@
Wenn $X$ $N(0,1)$ verteilt ist, dann ist \( P(X\le b) = \phi(b), P(x\ge a) = 1-\phi(a), P(a\le x\le b) = \phi(b)-\phi(a), P(X=a)=0\)
Wenn $X$ $N(\mu,0)$ verteilt ist, dann ist…\\
\includegraphics{bilder/1-6_dichtefunktion_2.eps}\\
\includegraphics{bilder/1-6_dichtefunktion_2.pdf}\\
\( \frac{X-\mu}{\rho} \) \( N(0,1)\) verteilt. Standardverteilung \(\to\) Tabelle Anwendbar.
\bsp Bauteile aus der Produktion $\to$ \underline{Länge des Bauteils} ist Normalverteilt. Mit \( \mu = 10cm\) (Normalverteilt), \( \sigma = 0.2cm \) (Streuung $\to$ Maß für die mittlere Abweichung von $\mu$)\\
@ -1153,7 +1153,7 @@
\( \frac{\overline{X}-\mu}{\sigma} * \sqrt{n} \) ist für große $n$ näherungsweise $N(0,1)$ verteilt.\\
(und: Konvergenz für \(n\to\infty\))
\includegraphics{bilder/1-6_dichtefunktion_3.eps}
\includegraphics{bilder/1-6_dichtefunktion_3.pdf}
\subsection{Tests (Erwartungswerttests)}
@ -1166,7 +1166,7 @@
Testgröße \(T=\frac{\overline{X}-\mu_0}{\sigma} * \sqrt{n} \)\\
i\(\to\) ist für große $n$ näherungsweise $N(0,1)$ verteilt (siehe \ref{sec:zentraler_grenzwertsatz}) wenn $H_0$ stimmt.
\includegraphics{bilder/1-6_dichtefunktion_4.eps}
\includegraphics{bilder/1-6_dichtefunktion_4.pdf}
Man muss sich eine \underline{Irrtumswahrscheinlichkeit} $\alpha$ vorgeben (z.\,B. \(\alpha = 1\%, 2\% \text{ oder } 5\%\))\\
Testentscheidung: $H_0$ wird \( \begin{cases} \text{angenommen}, &\text{wenn } -c\le T\le c\\ \text{abgelehnt}, &\text{wenn } T> c \text{ oder } T< -c \end{cases} \)
@ -1210,7 +1210,7 @@
Jetzt: \underline{einseitige} Tests:\\
\(H_0: \mu\le\mu_0\) (vorgegebener Maximalwert)
\includegraphics{bilder/1-6_dichtefunktion_5.eps}
\includegraphics{bilder/1-6_dichtefunktion_5.pdf}
Testentscheidung:\\
$H_0$ wird \(\begin{cases}\text{angenommen},&\text{wenn } T\le c\\\text{abgelehnt},&\text{wenn }T>c\end{cases}\)
@ -1227,7 +1227,7 @@
einseitig umgekehrt: $H_0 \mu \ge \mu_0$\\
\includegraphics{bilder/1-6_dichtefunktion_6.eps}\\
\includegraphics{bilder/1-6_dichtefunktion_6.pdf}\\
$\hookrightarrow$ mit der Tabelle: $c = -\phi^{-1} (1-\alpha)$\\
Testentscheidung: $ T \ge c \to H_0 $ annehmen\\
$T<c \to H_0 ablehnen$
@ -1282,14 +1282,14 @@
Problem: je kleiner man $\alpha$ wählt, umso größer ist $\beta$.
\includegraphics{bilder/1-6_dichtefunktion_7.eps}
\includegraphics{bilder/1-6_dichtefunktion_7.pdf}
\textbf{Gütefunktion eines Tests:}
beim zweiseitigen Test: $H_0: \mu = \mu_0$\\
wenn $H_0$ nicht stimmt, dann ist das wahre $\mu = \mu_1$
\includegraphics{bilder/1-6_guetefunktion.eps}
\includegraphics{bilder/1-6_guetefunktion.pdf}
Berechnung von $\beta$ im \bsp von vorhin:\\
$H_0: \mu \ge 10 ; \alpha ? 2\% \to c = -2.05 $, $H_0$ annehmen, wenn $T\ge c$\\
@ -1363,7 +1363,7 @@
$\to$ Formel für das $(1-\alpha)$ Konfidenzintervall:\\
$ \Big[ \overline{x}-\phi^{-1}(1-\frac{\alpha}{2}) * \frac{\sigma}{\sqrt{n}}, \overline{x}+\phi^{-1}(1-\frac{\alpha}{2}) * \frac{\sigma}{\sqrt{n}} \Big] $ \textcolor{Orange}{$\leftarrow$ da drin liegt $\mu$ mit Wahrscheinlichkeit $1-\alpha$}
\includegraphics{bilder/1-6_konfidenz.eps}
\includegraphics{bilder/1-6_konfidenz.pdf}
\bsp Länge von Bauteilen aus der Produktion.\\
Stichprobe von 100 Bauteilen mit $\overline{x} = 8.8, s=0.2$\\
@ -1402,7 +1402,7 @@
\textcolor{Orange}{$\to -1 \le \rho(X,Y) \le 1$ }
\end{mydef}
\includegraphics{bilder/1-7_korrelation.eps}
\includegraphics{bilder/1-7_korrelation.pdf}
\begin{tabular}{lcl}
$\rho(X,Y)$ & $=0$ & $\to$ kein Zusammenhang zwischen X und Y (unkorreliert)\\

@ -0,0 +1,16 @@
#!/bin/bash
for FILE in $(find bilder/ -iname '*.xml') ; do
if [ ! -f "${FILE%.xml}.pdf" -o "$FILE" -nt "${FILE%.xml}.pdf" ] ; then
ipetoipe -pdf -runlatex $FILE ${FILE%.xml}.pdf
fi
done
for f in "Formelsammlung.tex" "Wahrscheinlichkeitstheorie_und_Statistik.tex" ; do
if [ ! -f "${f/.tex/.toc}" ] ; then
# Run it twice to generate TOC
pdflatex "$f"
fi
pdflatex "$f"
done
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