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| author | Paul Jungeblut <paul.jungeblut@gmail.com> | 2016-10-16 00:18:37 +0200 |
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| committer | Paul Jungeblut <paul.jungeblut@gmail.com> | 2016-10-16 00:18:37 +0200 |
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Typesetting combinatorics chapter.
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diff --git a/math/math.tex b/math/math.tex index 998fc2e..855cc0d 100644 --- a/math/math.tex +++ b/math/math.tex @@ -111,60 +111,44 @@ Multipliziert Polynome $A$ und $B$. \subsection{Kombinatorik} \subsubsection{Berühmte Zahlen} -\begin{tabularx}{\textwidth}{|l|X|l|} +\begin{tabular}{|l|l|} \hline - \textsc{Fibonacci}-Zahlen & - $f(0) = 0 \qquad - f(1) = 1 \qquad - f(n+2) = f(n+1) + f(n)$ & - Bem. \ref{bem:fibonacciMat}, \ref{bem:fibonacciGreedy} \\ + \textsc{Fibonacci} & + $f(0) = 0 \quad + f(1) = 1 \quad + f(n+2) = f(n+1) + f(n)$ \\ - \textsc{Catalan}-Zahlen & + \textsc{Catalan} & $C_0 = 1 \qquad C_n = \sum\limits_{k = 0}^{n - 1} C_kC_{n - 1 - k} = - \frac{1}{n + 1}\binom{2n}{n} = \frac{2(2n - 1)}{n+1} \cdot C_{n-1}$ & - Bem. \ref{bem:catalanOverflow}, \ref{bem:catalanAnwendung} \\ + \frac{1}{n + 1}\binom{2n}{n} = \frac{2(2n - 1)}{n+1} \cdot C_{n-1}$ \\ - \textsc{Euler}-Zahlen (I) & + \textsc{Euler} I & $\eulerI{n}{0} = \eulerI{n}{n-1} = 1 \qquad - \eulerI{n}{k} = (k+1) \eulerI{n-1}{k} + (n-k) \eulerI{n-1}{k-1} $ & - Bem. \ref{bem:euler1} \\ + \eulerI{n}{k} = (k+1) \eulerI{n-1}{k} + (n-k) \eulerI{n-1}{k-1} $ \\ - \textsc{Euler}-Zahlen (II) & - $\eulerII{n}{0} = 1 \qquad - \eulerII{n}{n} = 0 \qquad - \eulerII{n}{k} = (k+1) \eulerII{n-1}{k} + (2n-k-1) \eulerII{n-1}{k-1}$ & - Bem. \ref{bem:euler2} \\ + \textsc{Euler} II & + $\eulerII{n}{0} = 1 \quad + \eulerII{n}{n} = 0 \quad + \eulerII{n}{k} = (k+1) \eulerII{n-1}{k} + (2n-k-1) \eulerII{n-1}{k-1}$ \\ - \textsc{Stirling}-Zahlen (I) & + \textsc{Stirling} I & $\stirlingI{0}{0} = 1 \qquad \stirlingI{n}{0} = \stirlingI{0}{n} = 0 \qquad - \stirlingI{n}{k} = \stirlingI{n-1}{k-1} + (n-1) \stirlingI{n-1}{k}$ & - Bem. \ref{bem:stirling1} \\ + \stirlingI{n}{k} = \stirlingI{n-1}{k-1} + (n-1) \stirlingI{n-1}{k}$ \\ - \textsc{Stirling}-Zahlen (II) & + \textsc{Stirling} II & $\stirlingII{n}{1} = \stirlingII{n}{n} = 1 \qquad - \stirlingII{n}{k} = k \stirlingII{n-1}{k} + \stirlingII{n-1}{k-1}$ & - Bem. \ref{bem:stirling2} \\ + \stirlingII{n}{k} = k \stirlingII{n-1}{k} + \stirlingII{n-1}{k-1}$ \\ - Integer-Partitions & - $f(1,1) = 1 \qquad f(n,k) = 0 \text{ für } k > n \qquad f(n,k) = - f(n-k,k) + f(n,k-1)$ & - Bem. \ref{bem:integerPartitions} \\ + \textsc{Bell} & + $f(1,1) = 1 \quad + f(n,k) = 0 \text{ für } k > n \quad + f(n,k) = f(n-k,k) + f(n,k-1)$ \\ \hline -\end{tabularx} - -\begin{bem}\label{bem:fibonacciMat} - $ - \begin{pmatrix} 0 & 1 \\ 1 & 1 \end{pmatrix}^n - \cdot - \begin{pmatrix} 0 \\ 1 \end{pmatrix} - = - \begin{pmatrix}f_n \\ f_{n+1} \end{pmatrix} - $ -\end{bem} +\end{tabular} -\begin{bem}[\textsc{Zeckendorfs} Theorem]\label{bem:fibonacciGreedy} +\begin{bem}[\textsc{Zeckendorfs} Theorem] Jede positive natürliche Zahl kann eindeutig als Summe einer oder mehrerer verschiedener \textsc{Fibonacci}-Zahlen geschrieben werden, sodass keine zwei aufeinanderfolgenden \textsc{Fibonacci}-Zahlen in der Summe vorkommen. @@ -173,39 +157,36 @@ Multipliziert Polynome $A$ und $B$. hineinpasst. \end{bem} -\begin{bem}\label{bem:catalanOverflow} - \begin{itemize} +\begin{bem}[\textsc{Catalan}-Zahlen] + \begin{itemize}[nosep] \item Die erste und dritte angegebene Formel sind relativ sicher gegen Overflows. \item Die erste Formel kann auch zur Berechnung der \textsc{Catalan}-Zahlen bezüglich eines Moduls genutzt werden. + \item Die \textsc{Catalan}-Zahlen geben an: $C_n =$ + \begin{itemize}[nosep] + \item Anzahl der Binärbäume mit $n$ nicht unterscheidbaren Knoten. + \item Anzahl der validen Klammerausdrücke mit $n$ Klammerpaaren. + \item Anzahl der korrekten Klammerungen von $n+1$ Faktoren. + \item Anzahl der Möglichkeiten ein konvexes Polygon mit $n + 2$ Ecken in + Dreiecke zu zerlegen. + \item Anzahl der monotonen Pfade (zwischen gegenüberliegenden Ecken) in + einem $n \times n$-Gitter, die nicht die Diagonale kreuzen. + \end{itemize} \end{itemize} \end{bem} -\begin{bem}\label{bem:catalanAnwendung} - Die \textsc{Catalan}-Zahlen geben an: $C_n =$ - \begin{itemize} - \item Anzahl der Binärbäume mit $n$ nicht unterscheidbaren Knoten. - \item Anzahl der validen Klammerausdrücke mit $n$ Klammerpaaren. - \item Anzahl der korrekten Klammerungen von $n+1$ Faktoren. - \item Anzahl der Möglichkeiten ein konvexes Polygon mit $n + 2$ Ecken in - Dreiecke zu zerlegen. - \item Anzahl der monotonen Pfade (zwischen gegenüberliegenden Ecken) in - einem $n \times n$-Gitter, die nicht die Diagonale kreuzen. - \end{itemize} -\end{bem} - -\begin{bem}[\textsc{Euler}-Zahlen 1. Ordnung]\label{bem:euler1} +\begin{bem}[\textsc{Euler}-Zahlen 1. Ordnung] Die Anzahl der Permutationen von $\{1, \ldots, n\}$ mit genau $k$ Anstiegen. Begründung: Für die $n$-te Zahl gibt es $n$ mögliche Positionen zum Einfügen. Dabei wird entweder ein Ansteig in zwei gesplitted oder ein Anstieg um $n$ ergänzt. \end{bem} -\begin{bem}[\textsc{Euler}-Zahlen 2. Ordnung]\label{bem:euler2} +\begin{bem}[\textsc{Euler}-Zahlen 2. Ordnung] Die Anzahl der Permutationen von $\{1,1, \ldots, n,n\}$ mit genau $k$ Anstiegen. \end{bem} -\begin{bem}[\textsc{Stirling}-Zahlen 1. Ordnung]\label{bem:stirling1} +\begin{bem}[\textsc{Stirling}-Zahlen 1. Ordnung] Die Anzahl der Permutationen von $\{1, \ldots, n\}$ mit genau $k$ Zyklen. Begründung: Es gibt zwei Möglichkeiten für die $n$-te Zahl. Entweder sie @@ -213,7 +194,7 @@ Multipliziert Polynome $A$ und $B$. einsortiert werden. \end{bem} -\begin{bem}[\textsc{Stirling}-Zahlen 2. Ordnung]\label{bem:stirling2} +\begin{bem}[\textsc{Stirling}-Zahlen 2. Ordnung] Die Anzahl der Möglichkeiten $n$ Elemente in $k$ nichtleere Teilmengen zu zerlegen. Begründung: Es gibt $k$ Möglichkeiten die $n$ in eine $n-1$-Partition @@ -221,7 +202,7 @@ Multipliziert Polynome $A$ und $B$. (alleine) steht. \end{bem} -\begin{bem}\label{bem:integerPartitions} +\begin{bem}[Bell-Zahlen] Anzahl der Teilmengen von $\mathbb{N}$, die sich zu $n$ aufaddieren mit maximalem Elment $\leq k$. \end{bem} |
