περιεχόμενα ρυθιμός αύξησης συναρτήσεων ασυμπτωτική πολυπλοκότητα ασυμπτωτική επίδοση ασυμπτωτικοί συμβολισμοί ασυμπτωτικός συμβολισμος

Σχετικά έγγραφα
ρυθιμός αύξησης συναρτήσεων

Διακριτά Μαθηματικά [Rosen, κεφ. 3] Γιάννης Εμίρης Τμήμα Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών, ΕΚΠΑ Οκτώβριος 2018

ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΙ Άνοιξη I. ΜΗΛΗΣ

Εισαγωγή στους Αλγόριθμους. Παύλος Εφραιμίδης, Λέκτορας

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΑΝΑΛΥΣΗ ΑΛΓΟΡΙΘΜΩΝ

3 Ρυθμός αύξησης συναρτήσεων

Αλγόριθμοι και Πολυπλοκότητα

Ανάλυση αλγορίθμων. Χρόνος εκτέλεσης: Αναμενόμενη περίπτωση. - απαιτεί γνώση της κατανομής εισόδου

Κεφάλαιο 5 Ανάλυση Αλγορίθμων

Εισαγωγή στην Ανάλυση Αλγορίθμων (2-3)

Δομές Δεδομένων και Αλγόριθμοι

Διακριτά Μαθηματικά. Γιάννης Εμίρης. Τμήμα Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών ΕΚΠΑ. Οκτώβριος

Ταξινόμηση. Παύλος Εφραιμίδης. Δομές Δεδομένων Ταξινόμηση 1

Προηγούµενο: Ανω Φράγµα στην Τάξη των Συναρτήσεων. Ρυθµός Αύξησης (Τάξη) των Συναρτήσεων. Σύνοψη Ιδιοτήτων

Ασυμπτωτικός Συμβολισμός

Υπολογιστική Πολυπλοκότητα

Τίτλος Μαθήματος: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΑΝΑΛΥΣΗ ΑΛΓΟΡΙΘΜΩΝ

εισαγωγικές έννοιες Παύλος Εφραιμίδης Δομές Δεδομένων και

Κατ οίκον Εργασία 1 Σκελετοί Λύσεων

Α Ν Α Λ Τ Η Α Λ Γ Ο Ρ Ι Θ Μ Ω Ν Κ Ε Υ Α Λ Α Ι Ο 5. Πως υπολογίζεται ο χρόνος εκτέλεσης ενός αλγορίθμου;

Εισαγωγή στους Αλγόριθµους. Αλγόριθµοι. Ιστορικά Στοιχεία. Ο πρώτος Αλγόριθµος. Παραδείγµατα Αλγορίθµων. Τι είναι Αλγόριθµος

ΑΣΥΜΠΤΩΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ & ΠΡΟΣΘΕΣΗ

5.1. Προσδοκώμενα αποτελέσματα

Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων Τμήμα Πληροφορικής Δομές Δεδομένων [ΠΛΥ302] Χειμερινό Εξάμηνο 2012

ΣΥΝΔΥΑΣΤΙΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΣΤΙΣ ΕΚΘΕΤΙΚΕΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ. και 1. και. με λ Z,είναι γνησίως αύξουσα στο R. f x και g x. 2 f x y f x f y g x g y.

ΕΚΘΕΤΙΚΗ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ. Κεφάλαιο 4ο: Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής. 1. * Το πεδίο ορισµού της συνάρτησης µε τύπο f (x) = 2 (Σχ.1) είναι. Γ το διάστηµα ( 0,

ΑΚΟΛΟΥΘΙΕΣ ΣΕΙΡΕΣ. Ορισμός 1. Μια 1 1 (ένα προς ένα) συνάρτηση με πεδίο ορισμού το και πεδίο τιμών ένα υποσύνολο X του, δηλαδή μία 1 1 συνάρτηση

Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων Τμήμα Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής Δομές Δεδομένων [ΠΛΥ302] Χειμερινό Εξάμηνο 2013

KΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΧΡΗΣΙΜΕΣ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ. { 1,2,3,..., n,...

τα βιβλία των επιτυχιών

Ασκήσεις (2) Άσκηση 1

1 Αριθμητική κινητής υποδιαστολής και σφάλματα στρογγύλευσης

40 Ασκήσεις στον ΟΛΟΚΛΗΡΩΤΙΚΟ ΛΟΓΙΣΜΟ ( Επεξεργασία του ΜΑΝΩΛΗ ΨΑΡΡΑ)

Εισαγωγή στην επιστήμη των υπολογιστών. Λογισμικό Υπολογιστών Κεφάλαιο 8ο Αλγόριθμοι

Ασυμπτωτικός Συμβολισμός

ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ

Ε π ι μ έ λ ε ι α Κ Ο Λ Λ Α Σ Α Ν Τ Ω Ν Η Σ

Εισαγωγή στην Ανάλυση Αλγορίθμων

Ταξινόµηση. Παύλος Εφραιµίδης. οµές εδοµένων και

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΑΝΑΛΥΣΗ ΑΛΓΟΡΙΘΜΩΝ

ο ρόλος των αλγορίθμων στις υπολογιστικές διαδικασίες Παύλος Εφραιμίδης Δομές Δεδομένων και Αλγόριθμοι

Γ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ. Ημερομηνία: Πέμπτη 20 Απριλίου 2017 Διάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

( ) Ίσες συναρτήσεις. = g, Οι συναρτήσεις f, g λέμε ότι είναι ίσες και συμβολίζουμε f. όταν: Έχουν το ίδιο πεδία ορισμού Α

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΑΝΑΛΥΣΗ ΑΛΓΟΡΙΘΜΩΝ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ο : ΟΡΙΟ ΣΥΝΕΧΕΙΑ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ

Διδάσκων: Κωνσταντίνος Κώστα Διαφάνειες: Δημήτρης Ζεϊναλιπούρ

Κατ οίκον Εργασία 1 Σκελετοί Λύσεων

Περιεχόμενα. Εισαγωγή του επιμελητή, Γιάννης Σταματίου 15 Πρόλογος 17 Εισαγωγή 23. Μέρος I. ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΟΙ ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΙ ΚΑΙ ΑΝΑΛΛΟΙΩΤΕΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ

Αν α θετικός πραγματικός αριθμός, σε κάθε x αντιστοιχεί η

ΔΟΜΕΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ. Αρχές Ανάλυσης Αλγορίθµων Κεφάλαιο 2. Ε. Μαρκάκης Επικ. Καθηγητής

Αριθμοθεωρητικοί Αλγόριθμοι

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ Σ-Λ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΕΣΠΕΡΙΝΟY. 0, τότε είναι και παραγωγίσιμη στο σημείο αυτό.

περιεχόμενα υπολογιστικό πρόβλημα αλγόριθμοι παράδειγμα ταξινόμησης ταξινόμηση αλγόριθμοι τεχνολογία αλγορίθμων Παύλος Εφραιμίδης

Μαθηµατικά Θετικής και Τεχνολογικής Κατεύθυνσης ΚΕΦΑΛΑΙΟ. 1 ο :Μιγαδικοί Αριθµοί

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΕΛΟΠΟΝΝΗΣΟΥ

ΟΙ πιο πάνω έννοιες εκφράζουν όπως λέμε τη μονοτονία της συνάρτησης.

Ξέρουμε ότι: Συνάρτηση-απεικόνιση με πεδίο ορισμού ένα σύνολο Α και πεδίο τιμών ένα σύνολο Β είναι κάθε μονοσήμαντη απεικόνιση f του Α στο Β.

viii 20 Δένδρα van Emde Boas 543

Μαθηματικά. Ενότητα 2: Διαφορικός Λογισμός. Σαριαννίδης Νικόλαος Τμήμα Διοίκησης Επιχειρήσεων (Κοζάνη)

1ο Κεφάλαιο: Συστήματα

Ορισµός. Εστω συναρτήσεις: f : N R και g : N R. η f(n) είναι fi( g(n) ) αν υπάρχουν σταθερές C 1, C 2 και n 0, τέτοιες ώστε:

5o Επαναληπτικό Διαγώνισμα 2016

ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ Γενικές έννοιες

1. Για οποιουσδήποτε μιγαδικούς z 1, z 2 με Re (z 1 + z 2 ) = 0, ισχύει: Re (z 1 ) + Re (z 2 ) = 0

Η Θεωρία στα Μαθηματικά κατεύθυνσης της Γ Λυκείου

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ Τμήμα Φυσικής Εξέταση στο μάθημα Ανάλυση Ι & Εφαρμογές 26 Φεβρουαρίου 2015

Άλγεβρα Β Λυκείου Επαναληπτικά θέματα ΟΕΦΕ α φάση

Ασυμπτωτικός Συμβολισμός

Από το βιβλίο «Μαθηματικά» της Γ τάξης Γενικού Λυκείου Θετικής και Τεχνολογικής Κατεύθυνσης των Ανδρεαδάκη Στ., κ.ά., έκδοση Ο.Ε.Δ.Β

ΘΕΩΡΙΑ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΓΕΝΙΚΕΣ (ημιτελές version )

Όρια Αλγόριθμων Ταξινόμησης. Εισαγωγή στην Ανάλυση Αλγορίθμων Μάγια Σατρατζέμη

οµές εδοµένων 3 ο Εξάµηνο Τµήµα Πανεπιστήµιο Πληροφορικής Ιωαννίνων ΟΜΕΣ Ε ΟΜΕΝΩΝ

Αλγόριθμοι. Μάρθα Σιδέρη. ιαδικαστικά: ύο πρόοδοι 31 Μαρτίου, 18 Μαΐου 7-9μμ 20% η μία, ύο Προγραμματιστικές 1 προσθετικό βαθμό η μία.

1η Σειρά Γραπτών Ασκήσεων

KΕΦΑΛΑΙΟ 4 AΚΟΛΟΥΘΙΕΣ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΩΝ ΑΡΙΘΜΩΝ

ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΜΕΛΕΤΗΣ Πότε μια συνάρτηση λέγεται γνησίως αύξουσα σε ένα διάστημα Δ του πεδίου ορισμού της?

Το βιβλίο αυτό αποτελεί τον πρώτο τόμο των Μαθηματικών Γʹ Λυκείου για τις

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΑΝΑΛΥΣΗ ΑΛΓΟΡΙΘΜΩΝ

( e ) 2. 4 η δεκάδα θεµάτων επανάληψης 31.

Bbs. ΑΛΓΕΒΡΑ ΣΥΝΟΛΑ Σύνολο Φυσικών αριθμών: N = {0,1,2, } Σύνολο Ακέραιων αριθμών: Z = {,-2,-1,0,1,2, } Σύνολο Ρητών αριθμών: Q = {

Ασυμπτωτικός Συμβολισμός

Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής

Θέματα ενδοσχολικών εξετάσεων Άλγεβρας Β Λυκείου Σχ. έτος , Ν. Δωδεκανήσου ΘΕΜΑΤΑ ΕΝΔΟΣΧΟΛΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΤΑΞΗ: Β ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ

Η θεωρία στα Μαθηματικά Προσανατολισμού: Θετικών Σπουδών και Σπουδών Οικονομίας -Πληροφορικής. Ορισμοί Ιδιότητες - Προτάσεις Θεωρήματα Αποδείξεις

Αλγόριθμοι και Δομές Δεδομένων (Ι) (εισαγωγικές έννοιες)

Τεστ Θεωρίας Στα Μαθηματικά Προσανατολισμού Γ Λυκείου

Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής

ΕΠΛ231 Δομές Δεδομένων και Αλγόριθμοι. 3. Πολυπλοκότητα Αλγορίθμων

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ - ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΜΑΡΙΝΟΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. Τίτλος Θεματικές Ενότητες Σελίδες. Δυο λόγια προς τους μαθητές.

( x ), x είναι ίσες. x,x είναι ίσες. x 5, x δεν είναι ίσες

Περιορισμοί στο R. ln x,log. Β= ln Α Β Α Β Α. Σύνοψη γραφικών παραστάσεων

Τι είναι αλγόριθμος; Υποπρογράμματα (υποαλγόριθμοι) Βασικές αλγοριθμικές δομές

ΣΥΝΟΠΤΙΚΕΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Ι.Ι (τεύχος-1-)

Κεφάλαιο 2. Βασικά στοιχεία ανάλυσης αλγορίθμων. Χρησιμοποιήθηκε υλικό από τις αγγλικές διαφάνειες του Kevin Wayne.

lim lim lim f (x) δ) lim lim lim lim 1- x 1- lim lim lim lim lim Ερωτήσεις ανάπτυξης

* * * ( ) mod p = (a p 1. 2 ) mod p.

Εκθετικές & Λογάριθμοι Κώστας Γλυκός

- ΟΡΙΟ - ΣΥΝΕΧΕΙΑ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ ΕΝΟΤΗΤΑ 2: ΜΟΝΟΤΟΝΙΑ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ ΑΚΡΟΤΑΤΑ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ

3.4 ΟΙ ΤΡΙΓΩΝΟΜΕΤΡΙΚΕΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ

Για να εκφράσουμε τη διαδικασία αυτή, γράφουμε: :

Transcript:

ρυθμός αύξησης συναρτήσεων περιεχόμενα Ασυμπτωτικός συμβολισμός Καθιερωμένοι συμβολισμοί και συνήθεις συναρτήσεις Παύλος Εφραιμίδης 2 ασυμπτωτική πολυπλοκότητα ασυμπτωτική επίδοση Πολυπλοκότητα χειρότερης περίπτωσης Συγχωνευτική ταξινόμηση: Θ(lg) Ενθετική ταξινόμηση: Θ( 2 ) Για αρκετά μεγάλο μέγεθος εισόδου, η συγχωνευτική ταξινόμηση υπερτερεί της ενθετικής Το παραπάνω συμπέρασμα προκύπτει ανεξάρτητα από τις πολλαπλασιαστικές σταθερές και τους όρους κατώτερης τάξης στην πολυπλοκότητα χρόνου Δεδομένου ενός αλγορίθμου, για μεγάλα μεγέθη εισόδου μας ενδιαφέρει ο αυξητικός χαρακτήρας του χρόνου εκτέλεσης, δηλαδή ουσιαστικά η ασυμπτωτική επίδοση του αλγορίθμου. Ασχολούμαστε δηλαδή με το ρυθμό αύξησης του χρόνου εκτέλεσης στην οριακή περίπτωση που το μέγεθος της εισόδου αυξάνει απεριόριστα. 3 4 ασυμπτωτικός συμβολισμος ασυμπτωτικοί συμβολισμοί Χρησιμοποιούμε διάφορους συμβολισμούς για την ασυμπτωτικό χρόνο εκτέλεσης ενός αλγορίθμου Χρησιμοποιούμε συναρτήσεις με πεδίο ορισμού τους φυσικούς αριθμούς Ν={0,,2,...} Καταχρηστικά μπορεί να το χρησιμοποιούμε για διαφορετικά πεδία ορισμού Συμβολισμός Θ Συμβολισμός Ο Συμβολισμός Ω Συμβολισμός ο Συμβολισμός ω 6

συμβολισμός Θ της ενθετικής ταξινόμησης είναι T()=Θ( 2 ) Για δεδομένη συνάρτηση g(), το Θ(g()) Θ(g()) = {: θετικές σταθερές, 2 και 0 : 0 g() 2 g() 0 } =Θ(g()) Η συνάρτηση είναι ασυμπτωτικά φραγμένη από επάνω και από κάτω από τη συνάρτηση g(). 2 g() g() 0 7 8 συμβολισμός Ο της ενθετικής ταξινόμησης είναι T()=Ο( 2 ) Για δεδομένη συνάρτηση g(), το Ο(g()) Ο(g()) = {: θετικές σταθερές και 0 : 0 g() 0 } =Ο(g()) Ησυνάρτησηg() είναι ένα ασυμπτωτικό άνω φράγμα για τη συνάρτηση. g() 0 9 0 συμβολισμός Ω της ενθετικής ταξινόμησης είναι T()=Ω( 2 ) Για δεδομένη συνάρτηση g(), το Ω(g()) Ω(g()) = {: θετικές σταθερές και 0 : 0 g() 0 } =Ω(g()) Ησυνάρτησηg() είναι ένα ασυμπτωτικό κάτω φράγμα για τη συνάρτηση. g() 0 2 2

Συμβολισμός ο Για δεδομένη συνάρτηση g(), το ο(g()) ο(g()) = {: για οποιαδήποτε θετική σταθερά, υπάρχει σταθερά 0 : 0 <g() 0 } Το ο() δηλώνει ένα ασυμπτωτικά μη σφιχτό (tght) άνω όριο ή αλλιώς μη αυστηρό άνω όριο μιαερμηνείατουο() Μια διαφορετική ερμηνεία του συμβολισμού ο() είναι: Το = o(g()) σημαίνει ότι η συνάρτηση γίνεται αμελητέα σε σχέση με την g() καθώς το τείνει προς το άπειρο: f ( ) lm = 0 g( ) 3 4 Συμβολισμός ω μιαερμηνείατουω() Για δεδομένη συνάρτηση g(), το ω(g()) ω(g()) = {: για οποιαδήποτε θετική σταθερά, υπάρχει σταθερά 0 : 0 g()< 0 } Το ο() δηλώνει ένα ασυμπτωτικά μη σφιχτό (tght) κάτω όριο ή αλλιώς μη αυστηρό κάτω όριο Μια διαφορετική ερμηνεία του συμβολισμού ς() είναι: Το = ς(g()) σημαίνει ότι η συνάρτηση γίνεται αυθαίρετα μεγάλη σε σχέση με την g() καθώς το τείνει προς το άπειρο: f ( ) lm =,εάν υπάρχει το όριο. g ( ) 6 μονοτονία καθιερωμένη συμβολισμοί και συνήθεις συναρτήσεις Αύξουσες συναρτήσεις: συνάρτηση μονότονα αύξουσα: m, f(m) συνάρτηση γνησίως αύξουσα: m<, f(m)< Όμοια, φθίνουσες συναρτήσεις: μονότονα φθίνουσα γνησίως φθίνουσα 7 8 3

κατώφλι και ανώφλι υπολοιπική αριθμητική x πραγματικός αριθμός x κατώφλι του x: ο μεγαλύτερος ακέραιος που είναι μικρότερος ή ίσος του x x ανώφλι του x: ο μικρότερος ακέραιος που είναι μεγαλύτερος ή ίσος του x Ισχύει για κάθε πραγματικό αριθμό x: x x x < x x < + υπολοιπική αριθμητική (modulr rthmet) υπόλοιπο διαίρεσης: α: οποιοσδήποτε ακέραιος : οποιοσδήποτε θετικός ακέραιος τότε: mod = / Αν (α mod ) = ( mod ), γράφουμε (mod ) 9 20 πολυώνυμα Δοθέντος μη αρνητικού ακεραίου d, μια συνάρτηση p() της μορφής d p ( ) = = 0 είναι ένα πολυώνυμο του βαθμού d. Όταν =O( k ) για κάποια σταθερά k, λέμε ότι η συνάρτηση είναι πολυωνυμικά φραγμένη 0 εκθετικές = συναρτήσεις = = m ( ) = ( ) m m = m+ = m Για κάθε α, η συνάρτησηα είναι μονότονα αύξουσα ως προς. Συγκρίνετε την ασυμπτωτική συμπεριφορά της 2 με την. Αν α και πραγματικές σταθερές με α>, τι ισχύει γενικά για τις συναρτήσεις α και ; 2 22 λογάριθμοι ιδιότητες λογαρίθμων lg = 2 (δυαδικός λογάριθμος) l = e (φυσικός λογάριθμος) lg k = (lg) k (ύψωση σε δύναμη) lg lg = lg( lg )) (σύνθεση) Για πραγματικούς α>0,>0,>0 και : = ( ) = ( / ) = = = = = + 23 24 4

παραγοντικά Για ακέραιο 0, το! (διαβάζεται «παραγοντικό») ορίζεται ως:!=, για = 0 (-)!, για >0 Επομένως! = 2... επαναληπτική εφαρμογή συνάρτησης Για συνάρτηση επί των πραγματικών αριθμών και μη αρνητικό ακέριαο, ορίζουμε αναδρομικά: f () ()=, εάν = 0, f(f (-) ()), εάν > 0 2 26 επαναληπτική εφαρμογή λογαρίθμου αριθμοί Fo lg*: «λογάριθμος αστερίσκος του» ( ) Ορισμός: lg* = m{ 0 : lg } Η συνάρτηση αυξάνεται με πολύ αργό ρυθμό: lg* 2 lg* 6 = 3, lg* (2 =, 636 * 4 ) = = 2 lg* 636 = 4 Αν λάβουμε υπόψη ότι ο αριθμός των ατόμων στο παρατηρήσιμο σύμπαν εκτιμάται ότι είναι της τάξης του 0 80, αντιλαμβανόμαστε ότι είναι μάλλον απίθανο να συναντήσουμε τέτοιο ώστε lg* >. Οι αριθμοί Fo ορίζονται με την ακόλουθη αναδρομική σχέση: F 0 =0, F =, F =F - +F -2, για 2 Προκύπτει ότι: φ φ F =, όπου φ είναι ο λόγος της χρυσής τομής (golde rto): + φ =, φ = 2 2 27 28 Αναφορές/Πηγές Εισαγωγή στους αλγόριθμους, Κεφάλαιο 3 29