diff --git a/school/di-ma/20181023_2-baelle_und_urnen.md b/school/di-ma/20181023_2-baelle_und_urnen.md index f219f29..a17f970 100644 --- a/school/di-ma/20181023_2-baelle_und_urnen.md +++ b/school/di-ma/20181023_2-baelle_und_urnen.md @@ -27,3 +27,17 @@ Notation: Die Fälle A-D entsprechen genau den Fällen A-D beim ziehen von $n$ Elementen aus einer $m$-elementingen Menge (gezogen werden Urnen für die Bälle). + +**Fall E**: Betrachte die Menge der Bälle. Aufteilen auf $m$ Urnen entspricht einer (ungeordneten) $m$-Mengenpartition. +Also $S_{n,m}$ Möglichkeiten. + +**Fall F**: Entspricht der geordneten Mengenpartition (analog zu Fall E). Davon gibt es $m! * S_{n,m}$ Möglichkeiten, da +es $m!$ Möglichkeiten gibt, eine ungeordnete Partition anzuordnen + +**Fall G**: Es kommt nur auf die Anzahl der Bälle in den Urnen an. Damit entspricht jede Möglichkeit einer ungeordneten +Zahlpartition von $n$. Surjektivität bedeutet alle Summanden mindestens $1$. + +**Fall H**: Entspricht den geordneten Zahlpartitionen. + +**Fall I und J**: Im Gegensatz zu Fall E und G können hier Urnen leer bleiben. Wir betrachten die disjunkten Fälle, dass +in $k \in \{1,...,m\}$ Urnen Bälle landen. diff --git a/school/di-ma/20181030_1-bwb_1.dot b/school/di-ma/20181030_1-bwb_1.dot new file mode 100644 index 0000000..26595ab --- /dev/null +++ b/school/di-ma/20181030_1-bwb_1.dot @@ -0,0 +1,4 @@ +graph { + node [ shape="point" ]; + 0 +} diff --git a/school/di-ma/20181030_1-bwb_2.dot b/school/di-ma/20181030_1-bwb_2.dot new file mode 100644 index 0000000..8bf9dc3 --- /dev/null +++ b/school/di-ma/20181030_1-bwb_2.dot @@ -0,0 +1,10 @@ +graph { + node [ shape="point" ]; + 2 [ style="invis" ]; + 0 -- 1; + 0 -- 2 [ style="invis" ]; + + 3 -- 4; + 5 [ style="invis" ]; + 3 -- 5 [ style="invis" ]; +} diff --git a/school/di-ma/20181030_1-bwb_3.dot b/school/di-ma/20181030_1-bwb_3.dot new file mode 100644 index 0000000..5b32d37 --- /dev/null +++ b/school/di-ma/20181030_1-bwb_3.dot @@ -0,0 +1,8 @@ +graph { + node [ shape="point" ]; + 2 [ style="invis" ]; + 0 -- 1; + 0 -- 2 [ style="invis" ]; + + +} diff --git a/school/di-ma/20181030_1-bwb_ex.dot b/school/di-ma/20181030_1-bwb_ex.dot new file mode 100644 index 0000000..43448a1 --- /dev/null +++ b/school/di-ma/20181030_1-bwb_ex.dot @@ -0,0 +1,16 @@ +graph { + node [ shape="point" ]; + 0 [ label="" ]; + 1 [ label="" ]; + 2 [ label="" ]; + 3 [ label="" ]; + 4 [ label="" ]; + 5 [ label="" ]; + 6 [ label="" ]; + 7 [ label="" ]; + + 0 -- 1; + 0 -- 2 -- 3; + 3 -- 4; + 3 -- 5 -- 6 -- 7; +} diff --git a/school/di-ma/20181030_1-catalanzahlen.md b/school/di-ma/20181030_1-catalanzahlen.md new file mode 100644 index 0000000..d3a3244 --- /dev/null +++ b/school/di-ma/20181030_1-catalanzahlen.md @@ -0,0 +1,52 @@ +--- +title: Catalanzahlen +date: 2018-10-30 +--- + +Wir wollen 3 scheinbar verschiedene Objekte zählen: + +a) Korrekte Klammerung +b) Binäre Wurzelbäume +c) Triangulierungen eines konvexen n-Ecks + +## Korrekte Klammerung + +Syntaktisch korrekte Klammerung mit $n$ Klammerpaaren. Die Anzahl dieser Klammerungen bezeichnen wir mit $C_n$ +(Catalanzahlen). + +Syntaktisch korrekt: + +i) Alle Klammern müssen geschlossen werden +ii) Keine Klammer darf geschlossen werden, bevor sie geöffnet wurde + +**Beispiel**: + +`((()()))` ist eine korrekte Klammerung mit $n = 4$ Klammerpaaren + +`())(` ist keine korrekte Klammerung + + +* $n = 0$ leere Klammerung + + $C_0 = 1$ + +* $n = 1$ `()` + + $C_1 = 1$ + +* $n = 2$ `()()` oder `(())` + + $C_2 = 2$ + +* $n = 3$ `()()()`, `()(())`, `(())()`, `((()))`, `(()())` + + $C_3 = 5$ + + +## Binäre Wurzelbäume + +Binäre Wurzelbäume mit mindestens einem Konten bestehen aus einem ausgezeichneten Knoten (Wurzel). Jeder Knoten hat +maximal 2 Kindknoten, wobei wir linken und rechten Kindknoten unterscheiden. Wir bezeichnen mit $B_n$ die Anzahl der +binären Wurzelbäume mit $n$ Knoten. + +Beispiel diff --git a/school/di-ma/index.md b/school/di-ma/index.md index dd09236..1044389 100644 --- a/school/di-ma/index.md +++ b/school/di-ma/index.md @@ -11,5 +11,6 @@ subtitle: > - [2018-10-17 Wichtige Kombinatorische Probleme](20181017_1-wichtige_kombinatorische_probleme) - [2018-10-23 Zahlpartitionen](20181023_1-zahlpartitionen) - [2018-10-23 Bälle und Urnen](20181023_2-baelle_und_urnen) -- [2019-11-13 Directed Acyclic Graph](20181113_1-dag) -- [2019-11-13 Breitensuche](20181113_2-breitensuche) +- [2018-10-30 Catalanzahlen](20181030_1-catalanzahlen.md) +- [2018-11-13 Directed Acyclic Graph](20181113_1-dag) +- [2018-11-13 Breitensuche](20181113_2-breitensuche) diff --git a/school/di-ma/uebung/07/07_3.tex b/school/di-ma/uebung/07/07_3.tex new file mode 100644 index 0000000..4083183 --- /dev/null +++ b/school/di-ma/uebung/07/07_3.tex @@ -0,0 +1,83 @@ +\documentclass[12pt,a4paper,german]{article} +\usepackage{url} +%\usepackage{graphics} +\usepackage{times} +\usepackage[T1]{fontenc} +\usepackage{ngerman} +\usepackage{float} +\usepackage{diagbox} +\usepackage[utf8]{inputenc} +\usepackage{geometry} +\usepackage{amsfonts} +\usepackage{amsmath} +\usepackage{cancel} +\usepackage{wasysym} +\usepackage{csquotes} +\usepackage{graphicx} +\usepackage{epsfig} +\usepackage{paralist} +\usepackage{tikz} +\geometry{left=2.0cm,textwidth=17cm,top=3.5cm,textheight=23cm} + +%%%%%%%%%% Fill out the the definitions %%%%%%%%% +\def \name {Valentin Brandl} % +\def \matrikel {108018274494} % +\def \pname {Marvin Herrmann} % +\def \pmatrikel {108018265436} % +\def \gruppe {2 (Mi 10-12 Andre)} +\def \qname {Pascal Brackmann} +\def \qmatrikel {108017113834} % +\def \uebung {7} % +%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% + + % DO NOT MODIFY THIS HEADER +\newcommand{\hwsol}{ +\vspace*{-2cm} +\noindent \matrikel \quad \name \hfill \"Ubungsgruppe: \gruppe \\ +\noindent \pmatrikel \quad \pname \\ +\noindent \qmatrikel \quad \qname \\ +\begin{center}{\Large \bf L\"osung f\"ur \"Ubung \# \uebung}\end{center} +} + +\begin{document} +%Import header +\hwsol + +\section*{Aufgabe 7.3} + +\begin{enumerate}[1.] + + \item Aufgrund der Symmetrie gibt es nur zwei unterscheidbare Startknoten: Einen der inneren oder einen der äußeren + Knoten + + Fallunterscheidung: + + \begin{enumerate}[i)] + \item Starten bei einem inneren Knoten: + + \item Starten bei einem äußeren Knoten + \end{enumerate} + + \item Aufgrund der Symmetrie gibt es nur zwei unterscheidbare Arten von Knoten, von denen einer entfernt werden + kann. + + \begin{enumerate}[i)] + + \item Entfernen eines inneren Knoten ($2$): + + Hamiltonkreis: $(1,3,4,8,10,9,7,5,6,1)$ + + \item Entefernen eines äußeren Knoten ($1$): + + Hamiltonkreis: $(2,7,9,3,4,5,6,10,8,2)$ + + \end{enumerate} + + Für alle (unterscheidbaren) Möglichkeiten, einen Knoten zu entfernen, wurde gezeigt, dass es einen + Hamiltonkreis gibt und der Graph damit hamiltonsch ist. + + q.e.d. + +\end{enumerate} + +\end{document} diff --git a/school/di-ma/uebung/07/07_3_i.dot b/school/di-ma/uebung/07/07_3_i.dot new file mode 100644 index 0000000..683832d --- /dev/null +++ b/school/di-ma/uebung/07/07_3_i.dot @@ -0,0 +1,26 @@ +graph { + node [ shape=point ]; + 1 [ xlabel="1" ]; + { + rank="same"; + 2 [ xlabel="2" ]; + } + 1 -- 2; + + { + rank="same"; + 3 [ xlabel="3" ]; + 4 [ xlabel="4" ]; + 5 [ xlabel="5" ]; + 6 [ xlabel="6" ]; + } + 1 -- 3; + 1 -- 6; + 3 -- 4; + 5 -- 6; + + 7 [ xlabel="7" ]; + 8 [ xlabel="8" ]; + 9 [ xlabel="9" ]; + 10 [ xlabel="10" ]; +}