마스터 정리가 적용되지 않습니까?


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다음과 같은 재귀 방정식이 주어지면

티(엔)=2티(엔2)+엔로그⁡엔
우리는 마스터 정리를 적용하고

엔로그2⁡(2)=엔.

이제 우리는 대한 처음 두 경우를 확인 ε>0합니다.

  • 엔로그⁡엔∈영형(엔1−ε) 또는
  • 엔로그⁡엔∈Θ(엔) .

두 경우는 만족스럽지 않습니다. 세 번째 경우를 확인해야합니다.

  • 엔로그⁡엔∈Ω(엔1+ε) .

세 번째 조건도 만족스럽지 않다고 생각합니다. 그런데 왜? 이 경우에 마스터 정리를 적용 할 수없는 이유에 대한 좋은 설명은 무엇입니까?



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이 ϵ > 0에 대해 Ω ( n ϵ ) 이 아니기 때문에 사례 3이 만족 되지 않습니다 . 한계 로그 n 에 l' Hôpital의 규칙 사용로그⁡엔Ω(엔ϵ)ϵ>0로그⁡엔엔ϵ
— sdcvvc

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어떤 경우에도 해당되지 않음을 보여 주면, 그것은 언급 된대로 마스터 정리를 적용 할 수 없다는 증거 입니다.
— Raphael

누가 마스터 정리가 필요합니까? 재귀 트리를 사용하십시오.
— JeffE

답변:


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언급 한 마스터 정리의 세 가지 사례는 Thomas H. Cormen, Charles E. Leiserson, Ronald L. Rivest 및 Clifford Stein (2001 년 2 판)의 알고리즘 소개 에서 증명됩니다 .

올바르게 문제의 반복 인 경우 (2)와 케이스 (3) 사이에 떨어지는 것을 관찰 보다 빠르게 성장 N 하지만보다 느린 n은 1 + ε 모든 대 ε > 0 .에프(엔)=엔로그⁡엔엔엔1+εε>0

그러나이 재귀를 다루기 위해 정리를 일반화 할 수 있습니다. 치다

사례 2A : 일부 k ≥ 0에 대해 를 고려하십시오 .에프(엔)=Θ(엔로그비⁡ㅏ로그비케이⁡엔)케이≥0

이 경우는 일 때 사례 2로 줄어 듭니다 . 반복 트리 f ( x ) 의 각 분기를 따라 Θ ( log b n ) 가 추가되고 있음을 직관적으로 알 수 있습니다. 보다 공식적인 증거의 스케치는 아래에서 찾을 수 있습니다. 최종 결과는케이=0에프(엑스)Θ(로그비⁡엔)

.

티(엔)=Θ(엔로그비⁡ㅏ로그비케이+1⁡엔)

에서 알고리즘 소개 이 문은 연습으로 남아 있습니다.

문제의 재발에이 문장을 적용하면

티(엔)=Θ(엔⋅로그2⁡엔).

마스터 정리에 대한 자세한 내용은 우수한 위키 백과 페이지를 참조하십시오 .

@sdcvvc가 사례 3이 적용되지 않음을 입증하기 위해 의견에서 지적한 것처럼 lim x → c f ( x ) 라는 L' Hospital의 규칙을 호출 할 수 있습니다 임의의 함수F(X)와g(X)의 근방에서 미분C. 이 적용F(N)=N로그N및g(N)=N1+ε하나가 보여줄 수있는로그N∉Θ을(n은1+ε).

임엑스→씨에프(엑스)지(엑스)=임엑스→씨에프'(엑스)지'(엑스)
에프(엑스)지(엑스)씨에프(엔)=엔로그⁡엔지(엔)=엔1+ε로그⁡엔∉Θ(엔1+ε).

사례 2A에 대한 마스터 정리 증명 스케치.

이것은 필요한 수정을 통해 소개 서에서 알고리즘으로 증거의 일부를 재현 한 것입니다 .

먼저 우리는 다음의 Lemma를 증명합니다.

렘마 A :

함수 고려 여기서 H ( N을 ) = N 로그 b를 로그 유전율 B N . 그런 다음 g ( n ) = n log b a log k + 1 b n 입니다.

지(엔)=∑제이=0로그비⁡엔−1ㅏ제이h(엔/비제이)
h(엔)=엔로그비⁡ㅏ로그비케이⁡엔.지(엔)=엔로그비⁡ㅏ로그비케이+1⁡엔.

h(엔)지(엔)

지(엔)=엔로그비⁡ㅏ로그비케이⁡엔∑제이=0로그비⁡엔−1(ㅏ비로그비⁡ㅏ)제이=엔로그비⁡ㅏ로그비케이+1⁡엔.

QED

엔비

티(엔)=ㅏ티(엔/비)+에프(엔),티(1)=Θ(1)
티(엔)=Θ(엔로그비⁡ㅏ)+∑제이=0로그비⁡엔−1ㅏ제이티(엔/비제이).
에프(엔)Θ(엔로그비⁡ㅏ로그비케이⁡엔)Θ

티(엔)=Θ(엔로그비⁡ㅏ로그비케이+1⁡엔).

엔비


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Akra-Bazzi 정리는 마스터 정리의 엄격한 일반화입니다. 보너스로서 그 증거는 당신의 머리를 회전시키는 정수의 눈보라입니다 ;-)

티(엔)∼지(엔)

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