תרגול מס' 7 – חזרה על MST ואלגוריתם Dijkstra

מסמכים קשורים
מבנים בדידים וקומבינטוריקה סמסטר אביב תשע"ט מספרי רמזי תרגול 11 הגדרה: (t R = R(s, הוא המספר הטבעי הקטן ביותר כך שבכל צביעה של צלעות הגרף וכחול(, קיים

תכנון אלגוריתמים עבודת בית 4: תכנון אלגוריתמים תאריך הגשה: 02: , בצהריים,תא מספר 66 בקומת כניסה של בניין 003 מתרגל אחראי: אורי 0

הטכניון מכון טכנולוגי לישראל אלגוריתמים 1 )443432( סמסטר חורף הפקולטה למדעי המחשב תרגול 9 מסלולים קלים ביותר תרגיל APSP - 1 עד כה דנו באלגור

Algorithms Tirgul 1

<4D F736F F D20EEF9E5E5E0E5FA20E3E9F4F8F0F6E9E0ECE9E5FA2E646F63>

תשובות מלאות לבחינת הבגרות במתמטיקה מועד ג' תשע"ד, מיום 0/8/0610 שאלונים: 313, מוצע על ידי בית הספר לבגרות ולפסיכומטרי של אבירם פלדמן שאלה מספר

Microsoft Word - Sol_Moedb10-1-2,4

תורת החישוביות תרגול הכנה לוגיקה ותורת הקבוצות מה יש כאן? בקורס תורת החישוביות נניח ידע בסיסי בתורת הקבוצות ובלוגיקה, והכרות עם מושגים בסיסיים כמו א"ב

תכנות דינמי פרק 6, סעיפים 1-6, ב- Kleinberg/Tardos סכום חלקי מרחק עריכה הרעיון: במקום להרחיב פתרון חלקי יחיד בכל צעד, נרחיב כמה פתרונות אפשריים וניקח

אנליזה מתקדמת

2019 שאלות מומלצות לתרגול מס' דיפרנציאביליות של פונקציה סקלרית )המשך(. כלל השרשרת. S = ( x, y, z) z = x + 3y על המשטח מצאו נקודה בה מישור משיק

Microsoft Word - hedva 806-pitronot-2011.doc

! 1! משוואות מסדר ראשו! (הפרדת משתני*, הומוגנית, לינארית) xyy = 1 x y xy 2 = 2xy 2 מצא את הפתרו' הכללי: x y y = 3 א) y ג) ב) ד) y tan x = y (1 ( x+ y

תרגיל 9 מבוא ללוגיקה ותורת הקבוצות, סתיו תשע"ד 1. תהי L השפה בעלת סימן פונקצייה דו מקומי G, סימן פונקציה חד מקומי T, סימן יחס תלת מקומי.c, d וקבועים L

. שאלה 1: ה אי x] T : R 4[ x] R 4[ אופרטור ליניארי מוגדר על-ידי T( ax bx cx d) bx ax cx c )13 נק'( א( מצאו את הערכים העצמיים, המרחבים העצמיים

פתרונות לדף מס' 5

Microsoft Word - solutions.doc

משוואות דיפרנציאליות מסדר ראשון

תאריך הבחינה 30

Microsoft Word - tutorial Dynamic Programming _Jun_-05.doc

פקולטה: מחלקה: שם הקורס: קוד הקורס: מדעי הטבע מדעי המחשב ומתמטיקה מתמטיקה בדידה תאריך בחינה: _ 07/07/2015 משך הבחינה: 3 שעות סמ' _ב' מועד

Microsoft Word - ExamA_Final_Solution.docx

Limit

PowerPoint Presentation

מתמטיקה של מערכות

Microsoft Word - ex04ans.docx

תכנון אלגוריתמים, אביב 1021, תרגול מס' 4 תכנון דינאמי תכנון דינאמי בתרגול זה נדון בבעיית הכפלת סדרת מטריצות (16.1.(CLR ראשית נראה דוגמא: דוגמא: תהינה

מועד: א בחינה סופית במתמטיקה דיסקרטית משך הבחינה: 2 1 שעות מרצה: פרופ' תאופיק מנסור תאריך: סמסטר: א תשע"ח m 2 הוראות לנבחן: )1( הבחינה מו

אוניברסיטת בן-גוריון המחלקה למדעי המחשב בוחן במבנים בדידים וקומבינטוריקה פרופ' מתיא כ"ץ, ד"ר עופר נימן, ד"ר סטוארט סמית, ד"ר נתן רובין, גב'

חשבון אינפיניטסימלי מתקדם 1

<4D F736F F D20F4FAF8E5EF20EEE5F2E320E020F1EEF1E8F820E120FAF9F2E3>

מטלת מנחה (ממ"ן) 11 הקורס: חשבון אינפיניטסימלי II חומר הלימוד למטלה: יחידות 2,1 4 מספר השאלות: 7 משקל המטלה: נקודות סמסטר: ב 2007 מו

תרגול 1

Microsoft Word - 38

יחידה 8: שיקוף, הרחבה וכיווץ של פרבולות שיעור 1. שיקוף בציר x תלמידים התבקשו לשרטט פרבולה שכל הערכים שלה שליליים. y יואב ש רטט כך: y תומר אמר: אי-אפשר

מקביליות

Microsoft Word ACDC à'.doc

תיק משימטיקה מגרף הנגזרת לגרף הפונקציה להנגשה פרטנית נא לפנות: כל הזכויות שמורות

PowerPoint Presentation

עבודה במתמטיקה לכיתה י' 5 יח"ל פסח תשע"ה אפריל 5105 קשה בלימודים, קל במבחנים, קל בחיים עבודה במתמטיקה לכיתה י' 5 יח"ל פסח תשע"ה יש לפתור את כל השאלות

Untitled

פתרון וחקירת מערכות של משוואות לינאריות שאלות: 1( מצא אילו מהמערכות הבאות הן מערכות שקולות: 2x+ y= 4 x+ y= 3 x y = 0 2x+ y = 3 x+ 10y= 11 א. 2x 2y= 0

<4D F736F F D20F4F2E5ECE5FA20EEE5EEF6E0E5FA20312E646F63>

Microsoft Word - Questions Booklet Spring 2009

Microsoft Word - 28

אוניברסיטת חיפה החוג למדעי המחשב.5.6 מבוא למדעי המחשב סמסטר א' תשע"ז בחינה סופית מועד א', מרצה: שולי וינטנר מתרגלים: סמאח אידריס, ראמי עילבו

Microsoft Word - עבודת פסח לכיתה י 5 יחל.doc

הגנה - שקפי תרגול

מבוא לאנליזה נומרית na191 Assignment 2 solution - Finding Roots of Nonlinear Equations y cos(x) שאלה 1 היכן נחתכים הגרפים של? y x 3 1 ושל ממש פתרונות

Slide 1

ע 003 מרץ 10 מועד מיוחד פתרונות עפר

עב 001 ינואר 12 מועד חורף פתרונות עפר

67865 כלים מתמטיים 7 בינואר 2014 מרצה: מיכאל בן אור מתרגל: צור לוריא איני לוקחת אחריות על מה שכתוב כאן, so tread lightly אין המרצה קשור לסיכום זה בשום

א"ודח ב2 גרבימ הרש 1 רפסמ האצרה סקוטס טפשמו בחרמב םיווק םילרגטניא 13 בחרמב ינש גוסמ יוק לרגטניא L יהי :ידי לע ירטמרפ ןפואב ראותמה בחרמב קלח םוקע (x(t)

אוניברסיטת חיפה החוג למדעי המחשב מרצה: שולי וינטנר מתרגלים: נעמה טוויטו, מחמוד שריף מבוא למדעי המחשב סמסטר א' תשע"ב בחינת סיום, מועד א', הנחי

שעור 6

מתמטיקה לכיתה ט פונקציה ריבועית

áñéñ åîéîã (ñéåí)

אוניברסיטת חיפה החוג למדעי המחשב מרצה: שולי וינטנר מתרגלים: נעמה טוויטו, מחמוד שריף מבוא למדעי המחשב סמסטר א' תשע"ב בחינת סיום, מועד א', הנחי

מבוא לתכנות ב- JAVA תרגול 11

מבחן סוף סמסטר מועד א 15/02/08 מרצה אחראית: דר שירלי הלוי גינסברג מתרגלים: גלעד קותיאל, דניאל גנקין הוראות: א. בטופס המבחן 7 עמודים ו 4 דפי נוסחאות. ב

תאריך פרסום: תאריך הגשה: מבנה נתונים תרגיל 5 )תיאורטי( מרצה ומתרגל אחראים: צחי רוזן, דינה סבטליצקי נהלי הגשת עבודה: -את העבודה יש לה

שיטות הסתברותיות ואלגוריתמים חוברת התרגילים 25 באוקטובר 2015 חוברת זו מכילה תרגילים נבחרים מהיסטוריית הקורס ופתרונם. בשעות האימון יוצג מבחר מהתרגילים

תרגיל 5-1

Tutorial 11

1 בגרות עח יולי 18 מועד קיץ ב שאלון x b 2 2 y x 6x שיעור ה- א x לכן, של קדקוד הפרבולה, ו-, מתקבל על ידי הנוסחה a. C(3, 9) ובהתאם, y. (3, 9) 2 C

אי שוויונים ממעלה ראשונה לארבע יחידות

<4D F736F F D20FAF8E2E5EC20E0ECE2E1F8E420EEF2E5F8E D F9E0ECE5FA2E646F63>

Microsoft Word - vaidya.doc

מקביליות

בגרות עז יולי 17 מועד קיץ ב שאלון ,000 א. ניתוח הנתונים מחירה של ספה הוא שקלים, והיא התייקרה ב-. 25% כאשר המחיר מתייקר ב- המחיר החדש הוא פי,

שימו לב! יש לענות על כל השאלות בתוך טופס הבחינה, מחברות טיוטא הולכות לגריסה. על השאלות יש לענות במקום המיועד אחרי כל שאלה. תאריך הבחינה: שם

סט נובמבר 08 מועד מיוחד - פתרונות עפר.doc

מצגת של PowerPoint

Microsoft Word - SDAROT 806 PITRONOT.doc

Microsoft Word - 01 difernziali razionalit

טיפים להצלחה במהלך הבחינה 1. בתחילת הבחינה קראו היטב את כל השאלות וסמנו לעצמכם את השאלות המועדפות על ידכם. קראו כל שאלה לפחות פעמיים, כדי שלא תחמיצו נ

Microsoft Word - dvar hamaarehet_4.8.docx

א. נציג את השרטוט המתאים ונסביר בהמשך: שטח המשולש גדול פי משטח המשולש בגרות סט יולי 09 מועד קיץ ב שאלון CAE, CEB כאשר לשני המשולשים גובה משותף

תוכן העניינים: פרק צמצומים ומימושים של פונקציות בוליאניות... 2 צמצומים של פונקציות באמצעות מפת קרנו:...2 שאלות:... 2 תשובות סופיות:... 4 צמצום

מבוא למדעי המחשב

עבודת קיץ לקראת כיתה ט' - מצויינות מתמטיקה העבודה כוללת שאלות מכל הנושאים שנלמדו במהלך השנה. את חלק מהשאלות כבר פגשתם, וזו הזדמנות עבורכם לוודא שאתם י

Microsoft Word B

מבוא לתכנות ב- JAVA תרגול 7

מבוא למדעי המחשב - חובלים

Slide 1

HaredimZ2.indb

פתרונות מלאים לשלב א' אולימפיאדה ארצית במתמטיקה חטיבה כיתות ז' 1. נתונה המשוואה השגויה הבאה: הזיזו גפרור אחד בלבד כדי שהמשוואה תהיה נכונה. פתרון לחידו

Microsoft Word - ניספח_8.doc

08-78-(2004)

Slide 1

עבודת קיץ לתלמידים כיתה ט' העולים לכיתה י (רמה 4-5 יחידות)

מבחן סוף סמסטר מועד ב 28/10/08 מרצה אחראית: דר שירלי הלוי גינסברג מתרגלים: גלעד קותיאל, גדי אלכסנדרוביץ הוראות: א. בטופס המבחן 6 עמודים (כולל דף זה) ו

סיכומי שעורים בהסתברות (1), שנת 2008 מרצה: רז קופרמן סיכם: שיר פלד ותודה ל: דינה זיל על האירוח באתר הערת המקליד: אפשר וכדאי להשתמש בסיכומים אלו בצמוד

פונקציה מסדר ראשון; הגדרת קו ישר: - הצגה ע"י ביטוי אלגברי וגרפי

Microsoft Word - shedva_2011

שיעור 1

אשכול: מדעים וחברה לכיתה י'

סיכום אינפי 2 28 ביולי 2010 מרצה: צביק איתמר, בעזרת סיכומים משיעוריו של נועם ברגר מתרגלים: ינאי ג', איב גודין אין המרצה או המתרגלים קשורים לסיכום זה ב

תמליל:

תרגול מס' 10 תכנון ליניארי תכנון לינארי הינו כלי שימושי במדעי המחשב. בקורס ראינו כיצד ניתן להציג בעיות שונות במסגרת תכנון לינארי. בנוסף, ראינו שימושים לדואליות של תוכניות לינאריות, אשר מקשרת בין בעיות שונות. בתרגול זה נראה חלופית למשפט Max-Flw-Min-Cut בעזרת תכנון לינארי. זו מבהירה בצורה נוספת את הקשר שבין זרימה מקסימלית לחתך מינימלי, ואת השימושים והכלים אשר תכנון לינארי מספק לנו הן לפתרון בעיות והן להוכחות מתמטיות. ((, ),,, ), N = V E c s t כאשר: = G הוא גרף מכוון. תזכורת רשת זרימה היא רביעייה ( V, E) s V הוא קדקוד המקור. t V הוא קדקוד הבור.. e E לכל c(e) 0 היא פונקצית הקיבולת, אשר מקיימת: c: E R בנוסף מניחים ש : 0 = v) c(u, לכל (u, v) E., f : V V R המקיימת את שלוש התכונות זרימה f ברשת ),, ),, (( הבאות: N = V E c s t היא פונקציה. f ( v, u) c( v, u), v, u V אילוצי קיבול: לכל יש לשים לב, שהזרימה על קשת יכולה להיות שלילית אבל הקיבולת לא. f ( v, u) = f( u, v) f ( u, v ) = 0 vv v, אנטי סימטריה: לכל u V שימור זרימה: לכל מתקיים t} u V \{ s, מתקיים )סכום הזרימה על הצלעות הנכנסות ל- u שווה לסכום הזרימה על הצלעות היוצאות מ- u (.. f = v V f ( s, v) כלומר, s גודל של זרימה f הוא סך הזרימה היוצאת מ-.) f = v V )הגדרה סימטרית סך הזרימה הנכנסת ל- t, כלומר (t f (,v ((, ),,, ). N = V E c s t בעיית הזרימה: מופע: רשת זרימה צריך למצוא: זרימה f ברשת N בעלת גודל מקסימאלי. 1

s S כאשר,) T = V \ S חתך ברשת זרימה: חתך ), ST ( )עם ו-. t T קיבולת של חתך: עבור חתך S קיבולת החתך הוא סך הקיבולות על הצלעות היוצאות מ-, ( ST, ) ונכנסות ל- T, כלומר c(s, T) = c(u, v) u S,v T משפט :(Max-Flw-Min-Cut) גודל זרימה מקסימאלית ברשת שווה לקיבול חתך מינימלי ברשת. נתחיל בהצגת תוכנית לינארית המייצגת את בעיית זרימה מקסימלית. תוכנית לינארית 1 זרימה מקסימלית תהי t) N = ((V, E), c, s, רשת זרימה. נגדיר P להיות אוסף המסלולים )הפשוטים( מ- s ל- t. max f p p P s. t. f p c(e), e E p P e p f p 0, p P הסבר התוכנית הליניארית הנ"ל אינה תרגום ישיר לתוכנית לינארית של בעיית זרימה מקסימלית כפי שהגדרנו אותה. אולם, התוכנית הנ"ל שקולה לבעיית זרימה מקסימלית. ניתן לחשוב על זרימה כפונקציה על מסלולים מ- s ל- t אשר מגדירה כמה יש להזרים על כל מסלול. בתוכנית הנ"ל, המשתנה f p מתאר כמה זרימה יש על גבי מסלול p. בהינתן זרימה על גבי מסלולים, הזרימה העוברת בקשת e היא סכום הזרימה על פני כל המסלולים העוברים ב- e. על מנת לוודא כי אילוצי קיבול לא יופרו, האילוץ המתאים לקשת e בתוכנית הלינארית דורש כי סכום הזרימה הנ"ל יהיה לכל היותר קיבולת הקשת. שימור זרימה מתקיים באופן ישיר לכל מסלול בנפרד, ולכן גם לסכום המסלולים. בהינתן זרימה חוקית :f V V )בצורה הסטנדרטית(, ניתן להראות כי קיימת זרימה חוקית באותו הגודל כך שניתן לתאר אותה בעזרת זרימה על פני אוסף המסלולים P, כפי שמופיע בתוכנית הלינארית. הרעיון הוא שניתן "לפרק" את הזרימה למסלולים בכל שלב נמצא מסלול מ- s ל- t עם זרימה חיובית ממש עליו, ונסיר את הזרימה על גביו מהגרף )את צוואר הבקבוק של הזרימה על גביו(. )הערה: למעוניינים, משפט זה נקרא )Flw Decmpsitin Therem 2

תזכורת: תוכנית דואלית n עבור תוכנית לינארית מהצורה: max c i x i i=1 n s. t a ji x i b j j = 1,, m i=1 x i 0 i = 1,, n m התוכנית הדואלית הינה התוכנית הלינארית הבאה: min b j y j j=1 m s. t a ji y j c i i = 1,, n j=1 y j 0 j = 1,, m תוכנית לינארית 2 הדואלי )חתך מינימלי( y e נבנה את התוכנית הדואלית לתוכנית )1(. עבור כל אילוץ בתוכנית המקורית מוגדר משתנה בתוכנית הדואלית. לכן, לכל קשת e E מוגדר משתנה בתוכנית הדואלית. עבור כל משתנה f p בתוכנית המקורית מוגדר אילוץ בתוכנית הדואלית. יש לעבור על פני כל האילוצים של תוכנית )1(, ובכל אילוץ לבדוק מה המקדם של f. p בתוכנית זו, עבור אילוץ המתאים ל- E e כך ש- p e f p המשתנה f p מופיע עם מקדם 1, ועבור אילוץ המתאים ל- E e כך ש- p e המשתנה לכן, בתוכנית הדואלית, באילוץ המתאים ל- p, המשתנה מופיע עם מקדם 0. y e המתאים לקשתות e p יופיע עם מקדם 1, וכל שאר המשתנים יופיעו עם מקדם 0. בנוסף, המקדם של f p בתוכנית הדואלית האילוץ המתאים ל- p צריך להיות גדול או שווה ל- 1. בפונקציית המטרה של תוכנית )1( הינו 1, ולכן min c(e) y e e E s. t. y e 1 e p y e 0, p P, e E 3

אינטואיציה נרצה להראות כי התוכנית הדואלית מתארת את בעיית חתך מינימלי. נניח תחילה כי תוכנית )2( הינה מעל {0,1}, כלומר {0,1} e y לכל e. E במקרה זה, המשתנים הינם y e משתני אינדיקטור המציינים אילו קשתות יהיו "חוצות חתך" כל הקשתות עבורן = 1 e y. פונקציית המטרה היא סכום הקיבולות של הקשתות הנ"ל. עבור חתך (T,S) ניתן להגדיר פתרון פיזיבילי בו כל קשת e חוצה חתך מקבלת = 1 e y, ועבור שאר הקשתות ל- t קל לראות כי כל מסלול פשוט מ- s y. e = 0 חייב להכיל לפחות קשת חוצה חתך יחידה, ולכן האילוצים מתקיימים. בנוסף, ערך פונקציית המטרה הינו (T.c(S, נניח ויש לנו פתרון אופטימלי לתוכנית )2( בעל ערך x. נסמן ב- F את קבוצת כל הקשתות עבורן = 1 e y. לפי אילוצי התוכנית, בכל מסלול p P קיימת לפחות קשת אחת מ- F. לכן, אם נסיר את קשתות F מהגרף נקבל כי אין מסלול מ- s ל- t. נגדיר את S להיות קבוצת כל הקודקודים הנגישים מ- s לאחר ההסרה, וכן T. = V S אזי (T,S) חתך, וכן לפי הגדרתו כל קשת (v e =,u) חוצה חתך מקיימת e F )אחרת גם v היה נגיש מ- s ), כלומר = 1 e y. בנוסף, לא ייתכן כי קיימת e F שאינה חוצה חתך, אחרת נגדיר = 0 e y ונקבל שכל האילוצים עדיין מתקיימים )חשבו מדוע?(, אך פונקציית המטרה קטנה, בסתירה. כלומר, F היא בדיוק קבוצת כל הקשתות חוצות החתך (T,S). מכאן נובע: c(s, T) = c(e) = c(e) = c(e) y e e הצוח ךתח e F e F = c(e) y e e E = x נרצה עתה להראות כי גם מעל R תוכנית )2( מתארת את בעיית חתך מינימלי. ליתר דיוק, נרצה להראות כי ערך פתרון אופטימלי לתוכנית )2( הינו קיבולת חתך מינימלי ברשת הזרימה. לשם כך נוכיח את 2 הטענות הבאות ) בהמשך(. טענת עזר 1 עבור חתך (T,S) ברשת, קיים פתרון פיזיבילי לתוכנית )2( בעל ערך (T.c(S, טענת עזר 2 עבור פתרון פיזיבילי לתוכנית )2( בעל ערך l, קיים חתך (T,S) ברשת הזרימה כך שמתקיים.c(S, (T l טענה ערך פתרון אופטימלי לתוכנית )2( הינו קיבולת החתך מינימלי ברשת הזרימה. 4

יהי OPT קיבולת של חתך מינימלי ברשת, ויהי FRAC ערך אופטימום של תוכנית )2(. לפי טענת עזר 1, קיים פתרון פיזיבילי לתוכנית )2( בעל ערך.OPT מכך ש- FRAC ערך אופטימום )מינימום( של התוכנית הלינארית נובע כי.FRAC OPT לפי טענת עזר 2, קיים חתך ברשת עם קיבולת לכל היותר.FRAC מאחר ו- OPT ערך של חתך מינימלי ברשת נובע כי.OPT FRAC מסקנה:.OPT = FRAC משפט Max Flw Min Cut גודל זרימה מקסימאלית ברשת שווה לקיבול חתך מינימלי ברשת. לפי משפט דואליות חזקה מתקיים כי ערכי הפתרונות האופטימליים של תוכניות )1( ו-) 2 ( זהים. ערך פתרון אופטימלי לתוכנית )1( הינו גודל זרימה מקסימלית, ואילו ערך פתרון אופטימלי לתוכנית )2(, לפי משפט שהוכחנו עתה, הינו קיבולת החתך המינימלי ברשת, והמשפט נובע. הוכחת טענות עזר טענת עזר 1 עבור חתך (T,S) ברשת, קיים פתרון פיזיבילי לתוכנית )2( בעל ערך (T.c(S, יהי (T,S) חתך ברשת. נגדיר את הפתרון הבא: 1, u S v T (u, v) E: y(u, v) = { 0, else 5 לפי הגדרה מתקיים 0 e y לכל.e E עבור מסלול p, P המסלול מתחיל בקודקוד s S ומסתיים בקודקוד t T ולכן קיימת קשת (v,u) לאורך המסלול כך ש- S u וגם,v T ובפרט = 1 (u,v).y מאחר וכל ה- y e והאילוצים מתקיימים., e p אי-שליליים מתקיים כי 1 e y נחשב את ערך הפתרון הנ"ל. כל קשת (v,u) חוצה חתך תורמת (v c(u, לערך הפתרון, וכל קשת אחרת תורמת 0. לכן ערך הפתרון הינו: (u,v) E u S v T c(u, v) = c(s, T)

טענת עזר 2 עבור פתרון פיזיבילי לתוכנית )2( בעל ערך l, קיים חתך (T,S) ברשת הזרימה כך שמתקיים.c(S, (T l יהי {y e } e E פתרון פיזיבילי לתוכנית )2( המקיים c(e) y e נחשוב על. l = e E y e כמשקלים על צלעות הגרף. תחת פונקציית משקל זו נגדיר לכל קודקוד v V את d[v] להיות משקל מסלול קל ביותר בגרף מ- s ל- v. נשים לב כי הפונקציה מוגדרת היטב מאחר והמשקלים אי-שליליים. בנוסף מתקיים 1,d[t] זאת כי לכל מסלול p מ- s ל- t לפי האילוצים מתקיים כי משקל המסלול מקיים e p, ובפרט הדבר נכון גם עבור מסלול קל ביותר. y e 1 שיטת העיגול המקרי נראה בעזרת ניתוח הסתברותי כי קיים חתך בעל קיבולת לכל היותר l. ביתר פירוט, נראה אלג' אקראי ליצירת חתך ברשת כך שתוחלת הקיבולת של החתך הנוצר היא לכל היותר l. נסיק כי בהכרח קיים חתך שקיבולו לכל היותר l )אחרת כל החתכים בקיבולת גדולה יותר, בסתירה לכך שהתוחלת קטנה(. נבחר באופן מקרי ואחיד (0,1) r. נגדיר r},s = {v V d[v] < וכן.T = V S ברור כי (T,S) חלוקה זרה של קודקודי הגרף. בנוסף, d[s] = 0 < r ולכן s, S וכן לפי אבחנה מקודם d[t] 1 > r ולכן.t T קיבלנו כי T) (S, חתך ברשת. עבור קשת,u), (v E מה ההסתברות לכך שהקשת חוצה חתך? Pr(u S v T) = Pr(d[u] < r d[v]) max{0, d[v] d[u]} הסבר: אם d[v],d[u] זהו מאורע ריק, וההסתברות לכך היא 0. נניח d[v].d[u] < ההסתברות לכך ש- r נופל בקטע כלשהו בתוך (0,1) פרופורציונית לאורך הקטע. במקרה שלנו, הקטע המעניין אותנו הוא d[v]].(d[u], נשים לב, ייתכן כי חלק מהקטע, או כולו מחוץ לתחום (0,1). בכל מקרה, הטווח בו הערך של r צריך להתקבל על מנת שהקשת תהיה חוצה חתך חסום על ידי הקטע.d[v] d[u] ולפיכך ההסתברות היא לכל היותר,(d[u], d[v]] ניזכר בתכונה של מסלולים קלים ביותר )בגרף עם משקלים אי-שליליים(. לכל קשת,u) (v E מתקיים כי מסלול קל ביותר מ- s ל- v, הוא לכל היותר מסלול קל ביותר מ- s ל- u בתוספת משקל הקשת (v,u). 6

במקרה שלנו, עבור קשת (u, v) E מתקיים כי v).d[v] d[u] + y(u, נעביר אגפים ונקבל d[u].y(u, v) d[v] בנוסף, לפי אילוצי התוכנית מתקיים 0 (u,v).y משני אי-שוויוניים אלו מתקיים d[u]}.y (u,v) max{0, d[v] נציב זאת בניתוח ההסתברותי מקודם ונקבל: Pr(u S v T) max{0, d[v] d[u]} y (u,v) עתה, כל שנותר הוא לחשב את תוחלת קיבולת החתך. נשים לב, קשת חוצה חתך תתרום (v c(u, לקיבולת, ואילו קשת שאינה חוצה חתך תתרום 0. עבור קשת,u) (v E נגדיר משתנה מקרי (u,v) X אשר מקבל ערך (v c(u, אם (v,u) קשת חוצה חתך, ו- 0 אחרת. נחשב תוחלת של מ"מ זה: E[X (u,v) ] = c(u, v) Pr(u S v T) + 0 Pr(u T v S) c(u, v) y (u,v) לפי הגדרתנו, קיבולת החתך היא (u,v) (u,v) E X תזכורת ליניאריות התוחלת עבור משתנים מקריים X 1, X 2,, X n מתקיים: E[X 1 + X 2 + + X n ] = E[X 1 ] + E[X 2 ] + + E[X n ] נחשב עתה את תוחלת קיבולת החתך בעזרת לינאריות התוחלת: E[c(S, T)] = E[ X (u,v) ] = E[X (u,v) ] c(u, v) y (u,v) = l (u,v) E (u,v) E (u,v) E הגדרנו תהליך מקרי שתמיד מחזיר חתך חוקי ברשת, כך שתוחלת קיבולת החתך המוחזר היא לכל היותר l. לכן בהכרח קיים ברשת חתך (T,S) המקיים c(s, (T l כנדרש. הערה: באופן כללי, עבור מ"מ מקרי X בעל תוחלת l, בהכרח קיים מאורע בו הוא מקבל ערך לכל היותר l, וקיים מאורע בו הוא מקבל ערך לכל הפחות l. ליתר דיוק, קיימים מאורעות כנ"ל עם הסתברות חיובית ממש. 7