מבחן באלגוריתמים, מועד ב`
Transcription
מבחן באלגוריתמים, מועד ב`
מס .מחברת ת.ז. מבחן באלגוריתמים ,מועד ב' סמסטר א' תשע"ד ,אוניברסיטת תל־אביב מרצה :פרופ' עמוס פיאט מתרגלים :שי ורדי ,אילן כהן משך הבחינה :שלוש שעות. חומר עזר מותר :דף A4אחד ,כתוב משני הצדדים. במבחן 5שאלות .יש לענות על כולן. • תשובות נכונות ומלאות על 4מהשאלות יזכו אותך ב־ 90נקודות ,ותשובות נכונות ומלאות על כל השאלות ב־ 100נקודות. • על התשובה לכל שאלה להופיע במסגרת המתאימה .יש להשתדל לקצר בהסברים ולא לחרוג מן המסגרות שהוקצו להם. • מחברת הבחינה משמשת כטיוטא בלבד ולא תיבדק ,אך יש להגישה עם המבחן. • ודאו היטב את תשובתכם לפני כתיבתה בטופס המבחן .בסוף הטופס מצורף זוג מסגרות נוסף, לשימוש במקרי "חירום". • התשובה לכל שאלה העוסקת באלגוריתם צריכה להיות יעילה ככל האפשר ,ומלווה בהסבר מתאים. • בכל השאלות המתייחסות לגרפים ,אם לא מצוין אחרת ,הכוונה לגרף פשוט )בלי לולאות ובלי קשתות מקבילות( .בנוסף ,אם לא מצוין אחרת ,כל גרף מיוצג ע"י רשימת שכנויות. ניקוד שאלה 1 2 3 4 5 סה"כ בהצלחה! 1 מס .מחברת ת.ז. ∈ u, vצמתים שונים .תארו אלגוריתם יעיל .1יהא ) G(V, Eגרף מכוון ,יהיו / U ,U ⊆ V ככל האפשר שייקבע האם יש מסילה בגרף מ u−ל v−שאינה מכילה שלושה צמתים עוקבים של ,Uואם יש כזו ,ימצא כזו שמספר קשתותיה מינימאלי. יעילות: אלגוריתם והסבר: 2 מס .מחברת ת.ז. . .2יהא ) G(V, Eגרף פשוט ,קשיר לא מכוון ,עם משקלים שלמים חיובים על הקשתות כאשר כאן |V | = nו־ E = {e1 , e2 , . . . , em } .|E| = mומשקל הקשת eiנתון ע"י i2 c .w(ei ) = 5 + b 10הקשתות נתונות בסדר ממויין .תארו אלגוריתם יעיל ככל האפשר שימצא את הקשתות eiשמוכלות באיזה שהוא עץ פורש מינימאלי של ,Gזאת אומרת, ימצא את הקבוצה הבאה} :קיים עץ פורש מינימאלי של Gשמכיל את .{ei |1 ≤ i ≤ m, ei סיבוכיות: אלגוריתם והסבר: 3 מס .מחברת ת.ז. .3נתונה מטריצה A = (ai,j )nXnכשכל ai,jשלם אי שלילי ,ונתונים מספרים שלמים r1 , r2 , . . . , rnו .c1 , c2 , . . . , cnתארו אלגוריתם יעיל ככל האפשר שייקבע אם יש מטריצה B = (bi,j )nXnשל מספרים שלמים המקיימים 0 ≤ bij ≤ aijלכל i, jוכן n n X X לכל .1 ≤ j ≤ n לכל ,1 ≤ i ≤ nוכן bij = cj bij = ri i=1 j=1 סיבוכיות: אלגוריתם והסבר: 4 מס .מחברת ת.ז. הערך .4יהא ) G(V, Eגרף לא מכוון ,תארו אלגוריתם מבוסס תכנות לינארי שיחשב אתX יש המירבי ,Tכך שלכל משקלים אי שלילים על הקשתות המקיימים w(e) = 1 e∈E X . צומת v ∈ Vהמקיים w(e) ≥ T v∈e אלגוריתם והסבר: 5 מס .מחברת ת.ז. .5נתונות mפונקציות ,f1 , f2 , . . . , fm : {0, 1, . . . , m} → Z +תארו אלגוריתם יעיל ככל m X עבורם הערך האפשר שיימצא ערכים שלמים xi ≥ 0שסכומם מקיים xi ≤ m ) fi (xi m X i=1 הוא מקסימאלי i=1 סיבוכיות: אלגוריתם והסבר: 6 ת.ז. מסגרת חירום לשאלה מספר מס .מחברת : 7 ת.ז. מסגרת חירום לשאלה מספר מס .מחברת : 8