19. Függvények rekurzív megadása, a mester módszer



Hasonló dokumentumok
Versenyfeladatok. Középiskolai versenyfeladatok megoldása és rendszerezése Szakdolgozat. Készítette: Nováky Csaba. Témavezető: Dr.

II. Lineáris egyenletrendszerek megoldása

Nevezetes középértékek megjelenése különböző feladatokban Varga József, Kecskemét

Készségszint-mérés és - fejlesztés a matematika kompetencia területén

Exponenciális és logaritmikus egyenletek, egyenletrendszerek, egyenlôtlenségek

1. NAP 9. OSZTÁLY. Lackó József, Csíkszereda 2. Az ab,, a b

(anyagmérnök nappali BSc + felsőf. szakk.) Oktatók: Dr. Varga Péter ETF (előtan. feltétel): ---

x + 3 sorozat első hat tagját, ha

MATEMATIKA FELZÁRKÓZTATÓ TANFOLYAM

(a n A) 0 < ε. A két definícióbeli feltétel ugyanazt jelenti (az egyenlőtlenség mindkettőben a n A < ε), ezért a n A a n A 0.

ARITMETIKA ÉS ALGEBRA I. TERMÉSZETES SZÁMOK

A Gauss elimináció M [ ]...

GAZDASÁGI MATEMATIKA I.

LINEÁRISAN FÜGGETLEN ÉS LINEÁRISAN ÖSSZEFÜGGŐ VEKTOROK. csak úgy teljesül, ha minden 0. úgy is teljesül, hogy van olyan 0

Juhász István Orosz Gyula Paróczay József Szászné Dr. Simon Judit MATEMATIKA 10. Az érthetõ matematika tankönyv feladatainak megoldásai

Mátrixok és determinánsok

MATEMATIKA FELADATLAP a 8. évfolyamosok számára

1. feladat Oldja meg a valós számok halmazán a következő egyenletet: 3. x log3 2

Az alakváltozással vezérelt kisciklusú fáradás törvényszerûségei Lehofer Kornél

A valós számok halmaza

PPKE ITK Algebra és diszkrét matematika DETERMINÁNSOK. Bércesné Novák Ágnes 1

SMART, A TÖBBSZEMPONTÚ DÖNTÉSI PROBLÉMA EGY EGYSZERŰ MEGOLDÁSA 1

1.1 Példa. Polinomok és egyenletek. Jaroslav Zhouf. Első rész. Lineáris egyenletek. 1 A lineáris egyenlet definíciója

Egy harmadik fajta bolha mindig előző ugrásának kétszeresét ugorja és így a végtelenbe jut el.

A vezetői munka alapelemei - Döntéselmélet, döntéshozatal lehetséges útjai

823. A helyesen kitöltött keresztrejtvény: 823. ábra A prímek összege: = 9; 824. a) 2 1, 2 4, 5 3, 3 5, 2$ 825.

Sűrűségmérés. 1. Szilárd test sűrűségének mérése

II. A számtani és mértani közép közötti összefüggés

MATEMATIKA FELADATLAP a 8. évfolyamosok számára

TARTALOMJEGYZÉK MATEMATIKAI ANALÍZIS I. FEJEZET. A PRIMITÍV FÜGGVÉNY ÉS A HATÁROZATLAN INTEGRÁL...5 II. FEJEZET. INTEGRÁLÁSI MÓDSZEREK...

Síkbeli csuklós szerkezetek kiegyensúlyozásának néhány kérdése

Óravázlatok: Matematika 2. Tartományintegrálok

MATEMATIKA FELADATLAP a 8. évfolyamosok számára

(11,05 Miskolczi Ferenc megérkezett, a létszám: 21 fő)

18. Differenciálszámítás

I. FEJEZET BICIKLIHIÁNYBAN

Lineáris programozás

MATEMATIKA FELADATLAP a 8. évfolyamosok számára

A VI. FEKETE MIHÁLY EMLÉKVERSENY

Debreceni Egyetem, Közgazdaság- és Gazdaságtudományi Kar. Feladatok a Gazdasági matematika I. tárgy gyakorlataihoz. Halmazelmélet

1. Fejezet A sorozat fogalmának intuitív megközelítése

Jobbra és balraforgatás

PÁLYÁZATI ÚTMUTATÓ. a Társadalmi Megújulás Operatív Program keretében

1. Adatok közelítése. Bevezetés. 1-1 A közelítő függvény

VI. Kétismeretlenes egyenletrendszerek

MAGICAR 441 E TÍPUSÚ AUTÓRIASZTÓ-RENDSZER

Szoldatics József, Dunakeszi

Szemléletes lineáris algebra - összefoglaló I. mérnökhallgatónak. Segédanyag az NGB_SZ003_2, N_SZ45 és N_SZ14 tárgyakhoz

FESZÍTŐMŰVES VASÚTI JÁRMŰALVÁZAK. Prof.Dr. Zobory István

Jegyzőkönyv. Termoelektromos hűtőelemek vizsgálatáról (4)

2 x. Ez pedig nem lehetséges, mert ilyen x racionális szám nincs. Tehát f +g nem veszi fel a 0-t.

Raiyuzeinek. szabbő bányászati iparág különleges sajátosságának következtében viszonylag hoszsuti. tanulajbányászati.

1. Hibaszámítás Hibaforrások A gépi számok

Mátrix-vektor feladatok Összeállította dr. Salánki József egyetemi adjunktus Begépelte Dr. Dudás László és Bálint Gusztáv

A Szolgáltatás minőségével kapcsolatos viták

A + B = B + A A B = B A ( A + B ) + C = A + ( B + C ) ( A B ) C = A ( B C ) A ( B + C ) = ( A B ) + ( A C ) A + ( B C ) = ( A + B ) ( A + C )

A vezeték legmélyebb pontjának meghatározása

5. Logaritmus. I. Nulladik ZH-ban láttuk: 125 -öt kapjunk. A 3 5 -nek a 3. hatványa 5, log. x Mennyi a log kifejezés értéke?

VB-EC2012 program rövid szakmai ismertetése

Végeredmények, emelt szintû feladatok részletes megoldása

A Szakács Jenő Megyei Fizika Verseny I. forduló feladatainak megoldása 1

Matematikai és matematikai statisztikai alapismeretek

III. FEJEZET FÜGGVÉNYEK ÉS TULAJDONSÁGAIK

Kerületi Közoktatási Esélyegyenlőségi Program Felülvizsgálata Budapest Főváros IX. Kerület Ferencváros Önkormányzata 2011.

Sorozatok határértéke

Tranziens káosz nyitott biliárdasztalokon

Matematika A1 vizsga elméleti kérdések

MATEMATIKA FELADATLAP a 8. évfolyamosok számára

Összeállította: dr. Leitold Adrien egyetemi docens

Els gyakorlat. vagy más jelöléssel

Megoldás: Először alakítsuk át az a k kifejezést: Ez alapján az a 2 a n szorzat átírható a következő alakra

Kriptográfiai algoritmus implementációk időalapú támadása Endrődi Csilla, Csorba Kristóf BME MIT

Hatványozás és négyzetgyök. Másodfokú egyenletek

3-4.elıadás: Optimális választás; A fogyasztó kereslete

Olimpiai szakkör, Dobos Sándor 2008/2009

DEME FERENC okl. építőmérnök, mérnöktanár RÁCSOS TARTÓK

M. 2. Döntsük el, hogy a következő két szám közül melyik a nagyobb:

Tartalomjegyzék. Pemutáció 5 Ismétléses permutáció 8 Variáció 9 Ismétléses variáció 11 Kombináció 12 Ismétléses kombináció 13

Egy harmadik fajta bolha mindig előző ugrásának kétszeresét ugorja és így a végtelenbe jut el.

Minta feladatsor I. rész

ÉT: x R ÉK: y R ZH: x = 0 SZÉ: - SZMN páratlan fv. n a

ACTA CAROLUS ROBERTUS

Ptolemaios-tétele, Casey-tétel, feladatok

Kalkulus I. Első zárthelyi dolgozat szeptember 16. MINTA. és q = k 2. k 2. = k 1l 2 k 2 l 1. l 1 l n 6n + 8

FELADATOK A KALKULUS C. TÁRGYHOZ

ALGEBRA. 1. Hatványozás

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI KÖZÉPSZINT Exponenciális és Logaritmusos feladatok

Statisztikai programcsomagok

SZOLGALTATASI. amely alulirott napon és helyen létrej Ott egyreszrol:

Másodfokú kongruenciák és alkalmazásaik

9. Exponenciális és logaritmusos egyenletek, egyenlőtlenségek

A hatványozás inverz műveletei. (Hatvány, gyök, logaritmus)

DEBRECEN Megyei Jogú Város Önkormányzatának

MAGYAR NYELVI FELADATLAP

FEJEZETEK A HOMOGÉN FEJSOROZATOKRÓL

Bevezetés. Mi a koleszterin?

0.1 Deníció. Egy (X, A, µ) téren értelmezett mérhet függvényekb l álló valamely (f α ) α egyenletesen integrálhatónak mondunk, ha

13. MECHANIKA-STATIKA GYAKORLAT (kidolgozta: Triesz Péter, egy. ts.; Tarnai Gábor, mérnöktanár) Rácsos tartók

A táblázat a, b, c és d oszlopai a válaszlehetőségeket jelölik, a n oszlop pedig azt, hányan nem válaszoltak az adott kérdésre.

TERMOELEKTROMOS HŰTŐELEMEK VIZSGÁLATA

Átírás:

19. Függvéyek rekurzív megdás, mester módszer Algoritmusok futási idejéek számítás gykr vezet rekurzív egyelethez, külööse kkor, h z lgoritmus rekurzív. Tekitsük például h z összefésülő redezés lábbi lgoritmusát. OSSZEFESULO-RENDEZES(A, bl, jobb); Begi If bl < jobb The Begi kozep:=(bl+jobb) div 2; OSSZEFESULO-RENDEZES(A, bl, kozep); OSSZEFESULO-RENDEZES(A, kozep, jobb); OSSZEFESUL(A, bl,kozep, jobb); Ed Ed;{Osszefesulo-redezes} 19.1. Oszd-meg-és-urlkodj elvű lgoritmusok elemzése Jelölje T () z -méretű bemeetre futási időt. Tegyük fel, hogy egy oszd-meg-és-urlkodj elvű lgoritmus kimeetet közvetleül kiszámítj, h < c v.m. c kostsr, egyébkét bemeetet drb részre osztj, melyek midegyikéek mérete /b és ezeket részfeldtokt rekurzív oldj meg. H D() idő kell részekre osztáshoz, és egy (-méretű) bemeetre z részproblémák megoldásiból C() időbe tudj összerki kiidulási feldt megoldását, kkor futási időre z lábbi rekurzív egyelőséget kpjuk. { Θ(1) h c, T () = T (/b) + D() +C() egyébkét. Az összefésülő redezés eseté = 2 és D() = Θ(1), továbbá z összefésülés elvégezhető lieáris időbe, így C() = Θ() tehát { Θ(1) h = 1, T () = (1) 2T (/2) + Θ() h > 1. Írjuk át z (1) egyeletet következő lkr. { c h = 1, T () = 2T (/2) + c h > 1. (2) A következő ábrá láthtó rekurziós f lpjá zt kpjuk, hogy T () = Θ(lg) 19.2. Helyettesítő módszer Rekurzív egyelet megoldásák helyettesítő módszere két lépésből áll: 1. Sejtsük meg megoldást. 2. Teljes idukcióvl htározzuk meg kostsokt és igzoljuk megoldás helyességét. Példkét htározzuk meg T () = 2T ( /2 ) + (3) egyelet egy felső korlátját. Sejtésük z, hogy T () = O( lg ). Megmuttjuk, hogy lklms c > 0 kostsr T () c lg. Tegyük fel, hogy /2 -re teljesül bizoyítdó, vgyis T ( /2 ) c /2 lg( /2 ). Ezt behelyettesítve rekurzív egyeletbe kpjuk, hogy hol z utolsó lépés kkor igz, h c 1. T () 2(c /2 lg( /2 )) + clg(/2) + = clg clg2 + = clg c + clg, 1

T() c c T(/2) T(/2) c/2 c/2 T(/) T(/) T(/) T(/) () (b) (c) c c c/2 c/2 c lg c/ c/ c/ c/ c c c c c c c c c (d) Totl: c lg + c 1. ábr. Az összefésülő redezés rekurziós fáj. 2

19.3. A rekurziós f módszer A rekurziós f oly f, melyek mide potj egy eljáráshívást jelet dott ktuális prméterekre, úgy, hogy pot fii megfelelek zokk z eljáráshívásokk, melyek végrehjtódk z ktuális prméterek eseté. Szitekét összegezzük potok költségét, mjd sziteket összedv kpjuk teljes költséget. Példkét rekurziós f lklmzásávl oldjuk meg T () = 3T ( / ) + Θ( 2 ) rekurziós egyeletet. Mivel részproblémák T() c 2 c 2 2 2 2 () (b) (c) c 2 c 2 2 2 2 3 c2 log 2 c ( ) c ( 2 ) 2 2 c ( ) c ( 2 ) 2 2 c ( ) c ( 2 ) 2 ( 3 ) 2 c 2 T(1) T(1) T(1) T(1) T(1) T(1) T(1) T(1) T(1) T(1) T(1) T(1) T(1) Θ( log 3 ) log 3 (d) O( 2 ) 2. ábr. Rekurziós f mérete egyre csökke, hogy egyre távolbb kerülük gyökértől, előbb-utóbb részproblém mérete oly kicsi lesz, hogy rá em rekurziós képlet votkozik, hem kezdeti feltétel. Milye messze leszük ekkor gyökértől? Az i-edik szite lévő részproblém mérete / i, így részproblém mérete kkor lesz 1, h / i = 1, zz h i = log. Tehát fák log + 1 szitje v, (0,1,2,...,log ). Ezutá meghtározzuk f mide szitjéek költségét. Mide szite háromszor yi pot v, mit felette lévő szite, ezért z i-edik szite 3 i pot v. A részproblémák mérete szitekét egyedére csökke, ezért mide szite i = 0,1,2,...,log 1-re költség c(/ i ) 2. Ezeket összegezve z összes potr zt kpjuk, hogy z i-edik szite lévő potok költsége i = 0,1,2,...,log 1-re 3 i c(/ i ) 2 = (3/) i c 2. Az utolsó log -edik szite 3 log = log 3 pot v, midegyik 3

T (1) költségű, tehát z utolsó szit költsége log 3 T (1), mi Θ( log 3 ). A teljes fár összegezve: T () = c 2 + 3 ( 3 c2 + = log 1( 3 i=0 ) 2 ( ) 3 log 1 c 2 + + c 2 + Θ( log 3 ) ) i c 2 + Θ( log 3 ) = (3/)log 1 c 2 + Θ( log 3 ). (3/) 1 T () = < = log 1 i=0 i=0 ( 3 ( ) 3 i c 2 + Θ( log 3 ) ) i c 2 + Θ( log 3 ) 1 1 (3/) c2 + Θ( log 3 ) = 13 c2 + Θ( log 3 ) = O( 2 ). Tehát T () = O( 2 ) sejtést kptuk T () = 3T ( / ) + Θ( 2 ) rekurzív egyeletre. H O( 2 ) felső korlát, kkor erős felső korlát is egybe, mert z első rekurzív hívás költsége rögtö Θ( 2 ), így T () = Θ( 2 ). A T () = O( 2 ) sejtés helyességéek igzolás helyettesítő módszerrel. Meg kell mutti, hogy T () d 2 vlmely d > 0 kostsr. Az utolsó egyelőtleség d (/13)c eseté teljesül. T () 3T ( / ) + c 2 3d / 2 + c 2 3d(/) 2 + c 2 = 3 d2 + c 2 d 2 19.. A mester módszer A mester módszer T () = T (/b) + f () () típusú rekurzív egyeletek megoldásár d receptet, hol 1 és b > 1 kostsok, továbbá f () szimptotikus pozitív függvéy. A () képlet oly rekurzív lgoritmus futási idejét dj meg, mely méretű feldtot drb részproblémár bot, midegyik mérete /b, vlmely d b pozitív kostsokr és z drb részproblémát rekurzív oldj meg, midegyiket T (/b) időbe. A részproblémákr botás és részproblémák megoldásiból kiidulási problém megoldásák összerkásák idejét f () függvéy dj meg. (Tehát korábbi f () = D() +C().) például, OSSZEFESULO-RENDEZES lgoritmus eseté = 2, b = 2, és f () = Θ(). A mester tétel 19.1. tétel. (mester tétel.) Legyeek 1 és b > 1 kostsok, f () függvéy, T () pedig emegtív egészeke T () = T (/b) + f () rekurzív egyelettel defiiált függvéy, hol /b jeletheti kár z /b, kár /b értéket. Ekkor T ()-re következő szimptotikus korlátok dhtók.

1. H f () = O( log b ε ) vlmely ε > 0 kostsr, kkor T () = Θ( log b ). 2. H f () = Θ( log b ), kkor T () = Θ( log b lg). 3. H f () = Ω( log b +ε ) vlmely ε > 0 kostsr, és h f (/b) c f () vlmely c < 1 kostsr és eléggé gy -re, kkor T () = Θ( f ()). Példák mester módszer hszáltár. Első példkét tekitsük T () = 9T (/3) + rekurzív egyeletet. Ebbe z esetbe = 9, b = 3, f () =, tehát log b = log 3 9 = Θ( 2 ). Mivel f () = O( log 3 9 ε ), hol ε = 1, ezért mester tétel 1. esetét lklmzhtjuk, és kpjuk T () = Θ( 2 ) megoldást. Másik példkét tekitsük T () = T (2/3) + 1 egyeletet, hol = 1, b = 3/2, f () = 1. log b = log 3/2 1 = 0 = 1. A 2. esetet lklmzhtjuk, mivel f () = Θ( log b ) = Θ(1), tehát megoldás T () = Θ(lg). Hrmdik példák T () = 3T (/) + lg rekurzív egyelet, hol = 3, b =, f () = lg, és log b = log 3 = O( 0.793 ). Mivel f () = Ω( log 3+ε ), hol ε 0.2, 3. esetet lklmzhtjuk, feltéve, hogy f ()-re teljesül, hogy szimptotikus pozitív. Eléggé gy -re f (/b) = 3(/) lg(/) (3/)lg = c f () hol c = 3/, tehát T () = Θ(lg). A mester tétel bizoyítás. 19.5. A mester tétel bizoyítás egész kitevős htváyokr 19.2. lemm. Legyeek 1 és b > 1 kostsok, f () pedig legye b egész kitevős htváyi értelmezett emegtív függvéy. A T () függvéyt defiiáljuk b egész kitevős htváyi következő rekurzív egyelettel. { Θ(1) h = 1, T () = T (/b) + f () h = b i, hol i pozitív egész. Ekkor log b 1 T () = Θ( log b ) + j f (/b j ). (5) Bizoyítás. A következő ábrá láthtó rekurziós fát hszáljuk bizoyítás sorá. A f gyökeréek költsége f () és fi v, egyekét f (/b) költséggel. Mide fiúk v fi, egyekét f (/b 2 ) költséggel, tehát potos 2 pot v gyökértől 2 távolságr. Áltláos, potos j pot v gyökértől j távolságr, midegyik költsége f (/b j ). A levelek költsége egyekét T (1) = Θ(1) és midegyik levél log b szite v, mivel /b log b = 1. A fák összese log b = log b levele v. H összegezzük szitek költségét, kkor z (5) egyelethez jutuk. A j-edik szite lévő potok költsége j f (/b j ), így belső potok összköltsége log b 1 j f (/b j ) A levelek összköltsége pedig Θ( log b ) gyságredű, mert eyi drb részproblém v. 19.3. lemm. Legyeek 1 és b > 1 kostsok, f () pedig b egész kitevős htváyi értelmezett emegtív függvéy. A g() függvéyt defiiáljuk b egész kitevős htváyir következő rekurzív képlettel: log b 1 g() = Erre függvéyre b egész kitevői eseté következő szimptotikus korlátok érvéyesek. 1. H f () = O( log b ε ) vlmely ε > 0 kostsr, kkor g() = O( log b ). j f (/b j ) (6) 5

f() f() f(/b) f(/b) f(/b) f(/b) log b f(/b 2 ) f(/b 2 ) f(/b 2 ) f(/b 2 ) f(/b 2 ) f(/b 2 ) f(/b 2 ) f(/b 2 ) f(/b 2 ) 2 f(/b 2 ) Θ(1) Θ(1) Θ(1) Θ(1) Θ(1) Θ(1) Θ(1) Θ(1) Θ(1) Θ(1) Θ(1) Θ(1) Θ(1) Θ( log b ) log b log b 1 Θ( log b )+ j f(/b j ) 3. ábr. Rekurziós f mester tétel bizoyításához. 6

2. H f () = Θ( log b ), kkor g() = Θ( log b lg). 3. H f (/b) c f () vlmely c < 1 kostsr és mide b eseté, kkor g() = Θ( f ()). Bizoyítás. Az 1. esetbe f () = O( log b ε ). Ebből következik, hogy f (/b j ) = O((/b j ) log b ε ). Ezt (6) egyelőségbe helyettesítve zt kpjuk, hogy ( logb 1 g() = O ( ) j ) logb ε b j. (7) Az O jelölése belüli összegre úgy duk korlátot, hogy bizoyos tgokt kiemelük, illetve egyszerűsítük, így végül egy övekvő mérti sorozthoz jutuk. log b 1 ( j ) logb ε b j log b 1( ) = log b b ε ε j b log b log b 1 = log b ε (b ε ) j ( = log b b ε εlog b ) 1 b ε 1 ( = log b ε ε ) 1 b ε. 1 Mivel b és ε álldók, ezért z utóbbi kifejezés egyszerűsíthető úgy, hogy log b ε O( ε ) = O( log b ). Ezt (7) összefüggésbe helyettesítve kpjuk, hogy g() = O( log b ), és ezzel z 1. esetet bebizoyítottuk. A 2. esetbe f () = Θ( log b ) feltétel mellett zt kpjuk, hogy f (/b j ) = Θ((/b j ) log b ). A (6) egyelőségbe helyettesítve rr jutuk, hogy ( logb 1 g() = Θ ( ) j ) logb b j. (8) A Θ- belüli összegekre z 1. esethez hsoló duk korlátot, de ekkor em kpuk mérti sort. Vegyük zob észre, hogy mide tg ugyz. log b 1 ( j ) logb b j log b 1( = log b ) j b log b log b 1 = log b 1 = log b log b. Ezt helyettesítve (8)-b kpjuk, hogy g() = Θ( log b log b ) = Θ( log b lg), és ezzel 2. esetet is bebizoyítottuk. A 3. esetet is hsoló bizoyítjuk. Mivel f () előfordul g() defiíciójáb és g() mide tgj emegtív, rr jutuk, hogy g() = Ω( f ()) b mide egész kitevős htváyár. Feltételezésük szerit f (/b) c f () v.m. c < 1-re mide b eseté, tehát f (/b) (c/) f (). j-szer ismételve kpjuk, hogy f (/b j ) (c/) j f (), vgy mi ezzel ekvivles, j f (/b j ) 7

c j f (). Ezt behelyettesítve és egyszerűsítve most egy csökkeő mérti sort kpuk, mivel c kosts. g() = log b 1 j f (/b j ) log b 1 c j f () f () = f () c j = O( f ()) ( 1 1 c Tehát g() = Θ( f ()) b mide egész kitevős htváyir. Ezzel 3. esetet is beláttuk. Most már bebizoyíthtjuk mester tételt rr z esetre, mikor egész kitevős htváy b-ek. 19.. lemm. Legyeek 1 és b > 1 kostsok, f () pedig legye b egész kitevős htváyi értelmezett emegtív függvéy. A T () függvéyt defiiáljuk b egész kitevős htváyir következő rekurzív képlettel: { Θ(1) h = 1, T () = T (/b) + f () h = b i, hol i pozitív egész. Ekkor T ()-re b egész kitevői eseté következő szimptotikus korlátok dhtók. 1. H f () = O( log b ε ) vlmely ε > 0 kostsr, kkor T () = Θ( log b ). 2. H f () = Θ( log b ), kkor T () = Θ( log b lg). 3. H f () = Ω( log b +ε ) vlmely ε > 0 kostsr és f (/b) c f () vlmely c < 1 kostsr és elég gy -re, kkor T () = Θ( f ()). Bizoyítás. A bizoyításhoz (18.3) lemm korlátit hszáljuk. Az 1. esetbe 2. esetbe és 3. esetbe ) T () = Θ( log b ) + O( log b ) = Θ( log b ), T () = Θ( log b ) + Θ( log b lg) = Θ( log b lg), T () = Θ( log b ) + Θ( f ()) = Θ( f ()), mivel f () = Ω( log b +ε ). 19.6. Alsó és felső egész részek A mester tétel bizoyításák teljessé tételéhez elemzésüket ki kell terjesztei zokr z esetekre is, mikor mester egyeletbe lsó és felső egész részek is szerepelek, zért, hogy rekurzív egyeletet mide egész számr defiiáljuk, e csk b egész kitevőire. Egyszerűe dhtuk lsó korlát T () = T ( /b ) + f () (9) egyeletre, és felső korlátot T () = T ( /b ) + f () (10) 8

egyeletre, mivel z 1. esetbe /b /b egyelőtleséget, 2. esetbe pedig /b /b egyelőtleséget hszálhtjuk ki. A két eset hsoló bizoyíthtó, ezért csk z utóbbit fogjuk megmutti. Módosítsuk korábbi rekurziós fát úgy, hogy z rgumetumok felső egész részei szerepeljeek bee. Ahogy lefelé hlduk rekurziós fáb, következő sorozt szeriti rgumetumokr törtéik hívás., /b, /b /b, /b /b /b,. 9

f() f() f( 1 ) f( 1 ) f( 1 ) f( 1 ) log b f( 2 ) f( 2 ) f( 2 ) f( 2 ) f( 2 ) f( 2 ) f( 2 ) f( 2 ) f( 2 ) 2 f( 2 ) Θ(1) Θ(1) Θ(1) Θ(1) Θ(1) Θ(1) Θ(1) Θ(1) Θ(1) Θ(1) Θ(1) Θ(1) Θ(1) Θ( log b ) Θ( log b ) log b 1 Θ( log b )+ j f( j ). ábr. Módosított rekurziós f mester tétel bizoyításához. 10

Jelölje j sorozt j-edik elemét, hol { h j = 0, j = j 1 /b h j > 0. (11) Először htározzuk meg zt k mélységet, melyre már k kosts. A x x + 1 egyelőtleséget felhszálv zt kpjuk, hogy 0, 1 b + 1, 2 b 2 + 1 b + 1, 3 b 3 + 1 b 2 + 1 b + 1,. és így j = log b eseté j j 1 b j + 1 i=0 b i < b j + 1 i=0 b i = b j + b. logb < tehát log b mélységbe részproblémák mérete kosts. Az ábr lpjá zt kpjuk, hogy = b log b + b b log b 1 + b /b + = b + b = O(1), b log b 1 T () = Θ( log b ) + j f ( j ), (12) mi gyo hsoló mester egyelethez, kivéve, hogy tetszőleges egész és em csk b egész kitevős htváy. Most már kiszámíthtjuk z összeget, mi log b 1 g() = j f ( j ) (13) A 3. esettel kezdve, legye f ( /b ) c f () h > b + b/(), hol c < 1 kosts, tehát j f ( j ) c j f (). Így (13) egyeletbe lévő összeg ugyúgy számíthtó ki, mit 18.3. lemmáb. A 2. esetbe f () = Θ( log b ) teljesül. H meg tudjuk mutti, hogy f ( j ) = O( log b / j ) = O((/b j ) log b ), kkor 18.3 lemm 2. esetre votkozó bizoyítás lklmzhtó. Vegyük észre, hogy j log b mitt b j / 1. Az f () = O( log b ) korlát mg utá voj oly c > 0 kosts létezését, hogy elég 11

gy j -re ( f ( j ) c b j + b ( = c (1 b j + b j ( log b = c j ( log b c j ) logb )( 1 + ( ) log b = O, j b ( b j )( 1 + b )) logb b ) logb )) logb mivel c(1 + b/()) log b kosts. Ezzel 2. esetet bebizoyítottuk. Az 1. eset bizoyítás ezzel szite zoos. A bizoyítás kulcs z, hogy egy boyolultbb számítást igéylő, de 2. eset megfelelő bizoyításához hsoló módo igzoljuk f ( j ) = O( log b ε ) korlátot. Ezzel mester tételbe szereplő felső korlátokt mide egész -re igzoltuk. Az lsó korlátok hsoló bizoyíthtók. 12