diff --git a/zusammenfassung.pdf b/zusammenfassung.pdf index 3a92e63..a3c0029 100644 Binary files a/zusammenfassung.pdf and b/zusammenfassung.pdf differ diff --git a/zusammenfassung.tex b/zusammenfassung.tex index 7729891..fb50ae1 100644 --- a/zusammenfassung.tex +++ b/zusammenfassung.tex @@ -840,10 +840,40 @@ Der Algorithmus \algo{Derand\_$A$} benutzt den Erwartungswert für Algorithmus $ \State \Return $b = (x_1, \dots, x_{n(I)})$ \end{algorithmic} \begin{satz} - Der Algorithmus \algo{Derand\_$A$} approximiert \maxsat mit relativer Worst-Case-Güte $\rho_{\algo{Derand\_}A} = \frac{1}{1 - \frac{1}{2^k}}$ in Polynomzeit. + Der Algorithmus \algo{Derand\_$A$} approximiert \maxsat mit relativer Worst-Case-Güte $\rho_{\algo{Derand\_}A}^{\mathrm{wc}} = \frac{1}{1 - \frac{1}{2^k}}$ in Polynomzeit. \end{satz} \section{Approximation durch Lineare Optimierung} Die zum Lösen eines LP mit $k$ Variablen benötigte Zeit wird im Folgenden als $L\left(\abs{\mathrm{LP}}, k\right)$ bezeichnet. -Sie liegt in der Größenordnung $\bigO()$ +Sie liegt in der Größenordnung $\bigO(k^4 \cdot \abs{\encoded{\mathrm{LP}}}^2)$. + +\subsection{Ganzzahligkeitslücke} +Der für \maxsat{} gewählte Ansatz lässt sich im Prinzip auch auf verschiedenste andere kombinatorische Optimierungsprobleme $\Pi$ anwenden. Verallgemeinert bezeichnet man ihn als Rundungsansatz (exemplarisch für Maximierungsprobleme): +\begin{enumerate} + \item Beschreibung der Instanz $I$ von $\Pi$ durch ein ganzzahliges Lineares Programm $X$, was als Arithmetisierung bezeichnet wird. + Es gilt damit $\opt(I) = \opt(X)$. + \item Fallenlassen der Ganzzahligkeitsbedingung (Relaxierung), sodass das entstandene Lineare Programm $X_\rel$ in Polynomzeit lösbar ist. + Durch die Superoptimalität gilt $\opt(X_\rel) \ge \opt(X)$. + \item Der Approximationsalgorithmus $A$ löst $X_\rel$ und rundet die rationalen Lösungen geschickt zu einer zulässigen Lösung $\sigma \in \solution(I)$. + \item Beweis, dass $A(I) \ge \frac{1}{\rho}\cdot \opt(X_\rel)$ gilt. + \item Aus der Superoptimalität folgt $A(I) \ge \frac{1}{p}\cdot \opt(I)$. +\end{enumerate} + +Für ein kombinatorisches Maximierungsproblem $\Pi$ mit Eingaben $I \in \domain$ sei $X$ jeweils das äquivalente ILP und $X_\rel$ jeweils das relaxierte LP. +Dann bezeichnet +\begin{equation*} + \gamma = \max\left\{\frac{\opt(X_\rel)}{\opt(X)} \mid I\in \domain \right\} +\end{equation*} +die Ganzzahligkeitslücke (\enquote{integrality gap}) der Relaxierung. + +Für das LP $B_\rel$ für \maxsat{} bestimmt sich die Ganzzahligkeitslücke aus der booleschen $(2,4)$-Formel $\Phi = (x_1 \lor x_2) \land (\overline{x_1} \lor x_2) \land (x_1 \lor \overline{x_2}) \land (\overline{x_1} \lor \overline{x_2})$: +$\opt(\phi) = 3$, aber $\opt(B_\rel) = 4$. Damit folgt $\gamma \le \frac{4}{3}$. + +Allgemein folgen mit $\gamma \ge \frac{\opt(X_\rel)}{\opt(X)}$ die beiden Aussagen +\begin{align*} + A(I) &\ge \frac{\gamma}{\rho}\cdot \opt(I)\\ + \rho &\gamma +\end{align*} + +Daraus kann geschlossen werden, dass der Rundungsansatz die Ganzzahligkeitslücke nicht überwinden kann und Modellierung in LP mit geringer Ganzzahligkeitslücke wichtig ist. \end{document}