Войти в систему

Home
    - Создать дневник
    - Написать в дневник
       - Подробный режим

LJ.Rossia.org
    - Новости сайта
    - Общие настройки
    - Sitemap
    - Оплата
    - ljr-fif

Редактировать...
    - Настройки
    - Список друзей
    - Дневник
    - Картинки
    - Пароль
    - Вид дневника

Сообщества

Настроить S2

Помощь
    - Забыли пароль?
    - FAQ
    - Тех. поддержка



Пишет flaass ([info]flaass)
@ 2008-08-09 14:04:00


Previous Entry  Add to memories!  Tell a Friend!  Next Entry
решение задачки
Условие напоминаю:
В каждой вершине графа стоит светофор, красный/зеленый. В каждую следующую секунду каждый светофор, если среди соседних с ним более половины не его цвета, меняет свой цвет (иначе остается тем же). Докажите, что через некоторое время картинка либо перестанет меняться, либо будет меняться с периодом 2 секунды.

Решение:
Во-первых, если б светофоры меняли цвет не разом, а по очереди, то задача была бы тривиальна, и картинка бы непременно стабилизировалась: ибо при каждом изменении количество "разноцветных" ребер строго уменьшается.
Но здесь так оно не работает, да и не должно: ведь появляются откуда-то циклы длины 2!
А мы заменим граф. Возьмем две копии множества вершин, и соединим вершины из разных копий, если их прообразы соединены. Чтоб совсем гладко, соединим меж собой две копии одной и той же вершины, если ее степень четна.
А теперь будем менять по очереди: сначала по цветам одной доли вычисляем цвета в другой доле, потом по полученным цветам вычисляем новые цвета первой доли и т.д.
Что картинка стабилизируется, теперь очевидно, как и выше. И совсем легко понять, что больше делать ничего не надо: задача решена :)


Нашли трое: [info]jedal@lj на пару с [info]urkud@ljом, и безымянный сотрудник конторы Гугл по имени Томаш Чайка.

Еще возникла попутная задачка:

[info]komprendre@lj: Найти такой граф такой что перед началом мало красных и много зеленых, но через какое-то количество ходов красные "побеждают".
Уточняю: надо выбрать какое-то N и придумать бесконечную серию конечных графов, в каждом из которых вначале не более N красных вершин, а в конце все красные.


(Добавить комментарий)


[info]avva@lj
2008-08-09 06:00 (ссылка)
Безымянного сотрудника Гугла зовут Томаш Чайка.

(Ответить)


[info]unixtechie@lj
2008-08-09 06:31 (ссылка)
это интересная задача вот с какой точки зрения:
есть сильносвязанный граф "дружб" пользователей ЖЖ. Однако подавляющее множество вершин не присутствует on-line 24 часа в сутки, и работает усками по 1ч -- до 2-3, по какому-то распределению.
Возможно что их поведение включает и модель "если мои друзья не написали нового, я сам выключаюсь" (т.е. большинство красные - я переключаю зеленый на красный).

найти (а) характеристики графа (б) алгоритмы поведения которые
гарантировали бы сохранение опубликованной информации для такой полностью распределенной системы блогов.

Если две вершины зеленые, то можно считать, что они обмениваются/реплицируют всю новую информацию друг на друге (и/или новую, если она относится к их друзьям)


Насколько я знаю такую задачу пытаеются в США решить для военных боевых систем связи (ad-hoc networks)

(Ответить)


[info]avzel@lj
2008-08-09 10:41 (ссылка)
Прошу прощения за тупость, что-то до меня не дошло это решение. Если обозначить описанное преобразование на множестве состояний системы светофоров через Е, то правильно я понимаю, что первый шаг "двудольного" процесса состоит в замене пары (с,с) на (Е(с),с)? А в чем тогда состоит второй шаг?

(Ответить) (Ветвь дискуссии)


[info]flaass@lj
2008-08-09 11:05 (ссылка)
(c,c) -> (E(c),c) -> (E(c),E^2(c)) -> (E^3(c),E^2(c)) -> и так далее.

(Ответить) (Уровень выше)

чередование экземпляров
[info]falcao@lj
2008-08-09 11:14 (ссылка)
Роль экземпляров здесь попеременно меняется. Сначала в первом экземпляре мы имеем начальную конфигурацию исходного графа, а во втором -- вычисляем цвета вершин после одного перекрашивания. Теперь информация из первого экземпляра уже "устарела", а во втором мы запомнили текущие цвета вершин "оригинальной" конфигурации (той, которую мы изучаем). Далее перекрашиваем цвета вершин первого экземляра, после чего в нём появится то, что "в оригинале" будет после второго шага, и так далее.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)

Re: чередование экземпляров
[info]avzel@lj
2008-08-09 11:50 (ссылка)
Спасибо, дошло! Чтобы уж забить последний гвоздь:

>Чтоб совсем гладко, соединим меж собой две копии одной и той же вершины, если ее степень четна.

Зачем?

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]flaass@lj
2008-08-09 11:54 (ссылка)
Чтобы было правдой, что "всякое изменение картинки приводит к строгому уменьшению числа разноцветных ребер". Если степень вершины четна, и соседей поровну, то ее следующий цвет совпадает с текущим, и может отличаться от предыдущего: изменение есть, а строгого уменьшения нет.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]avzel@lj
2008-08-09 12:33 (ссылка)
Понял. ЗдОрово!

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]flaass@lj
2008-08-09 12:36 (ссылка)
Кстати, спасибо за вопросы. Теперь, с этой веточкой, и другим будет легче разобраться.

(Ответить) (Уровень выше)


[info]avva@lj
2008-08-10 07:30 (ссылка)
Мне кажется, что слишком краткое объяснение, кстати. "Что картинка стабилизируется, теперь очевидно, как и выше" - вот эту очевидность я бы расписал еще в несколько предложений :-)

Если светофоры меняются по одному, то да, очевидно, что стабилизируется; но в новой картинке не столь очевидно, что "при каждом изменении количество "разноцветных" ребер строго уменьшается." Если сказать еще несколько слов - напр. "пусть, скажем, какой-то светофор был красным, а потом стал зеленым через два шага в этом новом графе. Раз он стал зеленым, кол-во зеленых соседей во второй копии у него больше, чем кол-во красных; а значит, когда он стал зеленым, разноцветных ребер с соседями у него стало меньше, чем было до того. С другой стороны, если светофор не изменился за два шага, то и кол-во разноцветных ребер с соседями из второй копии у него не изменилось. Складывая кол-во разноцветных ребер из каждой вершины таким образом, видим, что пока есть вершины, что меняются, общее кол-во разноцветных ребер в графе уменьшается."

(Ответить) (Ветвь дискуссии)


[info]flaass@lj
2008-08-10 07:41 (ссылка)
Я за собой давно заметил, и думаю, я это нарочно. Очень часто пишу "очевидно", хотя можно бы еще немного (или довольно много) разъяснить. Ну, читать труднее. Но, надеюсь, полезнее.
Да и добрые читатели, вроде тебя и [info]avzel@ljя, прояснят в комментариях :)

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]avva@lj
2008-08-10 07:55 (ссылка)
А я, наборот, нахожу в себе тенденцию со временем все больше разъяснять, иногда слишком много.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]flaass@lj
2008-08-10 08:05 (ссылка)
Ну, пусть цветет тысяча цветов!

(Ответить) (Уровень выше)


[info]avzel@lj
2008-08-10 12:37 (ссылка)
Замечательно красивое решение! Само по себе, такое удвоение распространено. Вот, например, сопоставляя каждому линейному отображению V \to V его график, получаем хорошо известную и чрезвычайно фундаментальную реализацию пространства Hom(V,V) как аффинной карты в грассманниане средней размерности пространства V \oplus V. Но увидеть здесь этот прием я совершенно не ожидал.

(Ответить) (Ветвь дискуссии)


[info]flaass@lj
2008-08-10 13:03 (ссылка)
Это, скорее, аналог перехода от графа к его матрице смежности; это другая идея. Кстати, на языке матрицы смежности и цветов +-1 решение тоже хорошо звучит.
Вот, например.

Вообще мне кажется, что любое, сколь угодно сложное, понятие в математике в основе содержит что-то простое и "пальцевое". Надо только это не прятать, а наоборот всеми силами выпячивать.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]avzel@lj
2008-08-10 14:10 (ссылка)
> это другая идея

Это дело субъективное. На меня самое большое впечатление произвело то, что всё становится на свои места, как только перейти от одной конфигурации с к паре (с,Е(с)) и работать с такими парами - в точности так же, как и в ситуации с вложением в грассманниан.

> Вообще мне кажется, что любое, сколь угодно сложное, понятие в математике в основе содержит что-то простое и "пальцевое". Надо только это не прятать, а наоборот всеми силами выпячивать.

Насчет "любого" не уверен, но хотелось бы верить!

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]flaass@lj
2008-08-11 04:06 (ссылка)
Надо бы, для эксперимента, вычленить "пальцевые" идеи в доказательстве, например, теоремы Дирихле о прогрессиях. Кроме них, там еще много счета, но они должны ясно указывать, куда считать, и почему все сойдется.

(Ответить) (Уровень выше)

+1000
[info]falcao@lj
2008-08-12 16:40 (ссылка)
> Вообще мне кажется, что любое, сколь угодно сложное, понятие в математике в основе
> содержит что-то простое и "пальцевое". Надо только это не прятать, а наоборот всеми
> силами выпячивать.

Золотые слова!

(Ответить) (Уровень выше)


[info]am@lj
2008-08-12 12:57 (ссылка)
Кстати, такие threshold-linear systems популярны в теории
нейронных сетей, например, с непрерывным временем:
http://www.ini.uzh.ch/~rich/papers/Hahnloser_etal2002b.html
А если переключение происходит при большинстве красных
соседей то это называется "generalized Lotka-Volterra equations"
-- в той же статье Appendix и ссылки в нем.

(Ответить)

Eti svolochi
[info]roman_kr@lj
2008-08-13 13:24 (ссылка)
Eti svolochi inogda zadayut ety zadachy na intervyu na algoritmista. Otkyda oni yeye znayut...?

(Ответить) (Ветвь дискуссии)


[info]flaass@lj
2008-08-13 22:14 (ссылка)
Говорят, это фольклорная задача:
http://flaass.livejournal.com/425801.html

(Ответить) (Уровень выше)