Wednesday, August 29, 2018

Решение Методом Отображений клона одного из примеров оригинальной работы Е.А.Мирончик "Информатика в школе" 10/2013

Модифицируем пример из http://kpolyakov.spb.ru/download/mea-2013-10.pdf



Сделаем  замену  "*"  на "+"

((((( x1 v x2 ) =>x3 ) v x4 ) =>x5 ) v x6 ) => x7 = 1 (1)

В старой нотации

(((( (x1+x2 )->x3 ) +x4 ) ->x5 ) + x6 -> x7 = 1  (2)

Воспроизведем  логику оригинального примера на (1)



  Контроль (2) по Полякову



Saturday, August 25, 2018

Метод Отображений (графы и системы логических уравнений) vs Метод битовых масок .Решение одной системы логических уравнений по Е.А.Мирончик (mea-2016-8.pdf)


(x1vx2)^(x2vx3)^(x3vx4)^(x4vx5)=1
((¬x1^y1^z1) v (x1^¬y1^z1) v (x1^y1^¬z1)) =1
((¬x2^y2^z2) v (x2^¬y2^z2) v (x2^y2^¬z2)) =1
((¬x3^y3^z3) v( x3^¬y3^z3) v (x3^y3^¬z3)) =1
((¬x4^y4^z4) v (x4^¬y4^z4) v (x4^y4^¬z4)) =1
((¬x5^y5^z5) v (x5^¬y5^z5) v (x5^y5^¬z5)) =1

Конвертируем систему

(x1vx2)^((!x1^y1^z1) v (x1^!y1^z1) v (x1^y1^!z1)) =1
(x2vx3)^((!x2^y2^z2) v (x2^!y2^z2) v (x2^y2^!z2)) =1
(x3vx4)^((!x3^y3^z3) v (x3^!y3^z3) v (x3^y3^!z3)) =1
(x4vx5)^((!x4^y4^z4) v (x4^!y4^z4) v (x4^y4^!z4)) =1
((!x5^y5^z5) v (x5^!y5^z5) v (x5^y5^!z5)) =1

Строим полный граф системы, следуя
http://kpolyakov.spb.ru/download/mea-2016-8.pdf


   Контроль на сервере Полякова


     Рассмотрим еще один пример эффективности метода


 
Конвертируем систему :-

(x1=>x2)^(x2=>x3)^(x3=>x4)^(x4=>x5)^(x5=>x6)^(x6=>x7)^
^(x7=>x8)^(x8=>x9)^(x9=>x10)=1
((¬x1^y1^z1) v (x1^¬y1^z1) v (x1^y1^¬z1)) =1
((¬x2^y2^z2) v (x2^¬y2^z2) v (x2^y2^¬z2)) =1
((¬x3^y3^z3) v( x3^¬y3^z3) v (x3^y3^¬z3)) =1
((¬x4^y4^z4) v (x4^¬y4^z4) v (x4^y4^¬z4)) =1
((¬x5^y5^z5) v (x5^¬y5^z5) v (x4^y5^¬z5)) =1
((¬x6^y6^z6) v (x6^¬y6^z6) v (x6^y6^¬z6)) =1
((¬x7^y7^z7) v (x6^¬y6^z7) v (x7^y7^¬z7)) =1
((¬x8^y8^z8) v (x8^¬y8^z8) v (x8^y8^¬z8)) =1
((¬x9^y9^z9) v (x9^¬y9^z9) v (x9^y9^¬z9)) =1
((¬x10^y10^z10) v (x10^¬y10^z10) v (x10^y10^¬z10)) =1


   Строим полный граф системы

  (x1=>x2)^((¬x1^y1^z1) v (x1^¬y1^z1) v (x1^y1^¬z1)) =1
  (x2=>x3)^((¬x2^y2^z2) v (x2^¬y2^z2) v (x2^y2^¬z2)) =1
  (x3=>x4)^((¬x3^y3^z3) v( x3^¬y3^z3) v (x3^y3^¬z3)) =1  
  (x4=>x5)^((¬x4^y4^z4) v (x4^¬y4^z4) v (x4^y4^¬z4)) =1
  (x5=>x6)^((¬x5^y5^z5) v (x5^¬y5^z5) v (x4^y5^¬z5)) =1
  (x6=>x7)^((¬x6^y6^z6) v (x6^¬y6^z6) v (x6^y6^¬z6)) =1
  (x7=>x8)^((¬x7^y7^z7) v (x6^¬y6^z7) v (x7^y7^¬z7)) =1
  (x8=>x9)^((¬x8^y8^z8) v (x8^¬y8^z8) v (x8^y8^¬z8)) =1
  (x9=>x10)^((¬x9^y9^z9) v (x9^¬y9^z9) v (x9^y9^¬z9)) =1
  ((¬x10^y10^z10) v (x10^¬y10^z10) v (x10^y10^¬z10)) =1


Friday, August 17, 2018

Метод Отображений (графы и системы логических уравнений) vs Метод битовых масок на примере одной известной системы из новостной ленты ВК


   Система традиционно решается методом битовых масок, так как для Х-ов это хорошо известная верхнетреугольная матрица и остается подсчитать число решений для каждой из ее строк , что не представляет особой трудности.

   Ниже следует решение основанное на построении полного графа системы с последующим примением техники предложенной Е.А.Мирончик [ 1 ]  . Построение полного графа для данной системы[
(x1->x2)^(x2->x3)^(x3->x4) =1
(¬x1^y1^z1) v (x1^¬y1^z1) v (x1^y1^¬z1) =1
(¬x2^y2^z2) v (x2^¬y2^z2) v (x2^y2^¬z2) =1
(¬x3^y3^z3) v( x3^¬y3^z3) v (x3^y3^¬z3) =1
(¬x4^y4^z4) v (x4^¬y4^z4) v (x4^y4^¬z4) =1

Конвертируем систему следующим образом

(x1=>x2)^((¬x1^y1^z1) v (x1^¬y1^z1) v (x1^y1^¬z1)) =1
(x2=>x3)^((¬x2^y2^z2) v (x2^¬y2^z2) v (x2^y2^¬z2)) =1
(x3=>x4)^((¬x3^y3^z3) v( x3^¬y3^z3) v (x3^y3^¬z3)) =1
(¬x4^y4^z4) v (x4^¬y4^z4) v (x4^y4^¬z4) =1
 
Когда х1=0 есть лишь одна пара y=1 ; z1=1
иначе есть две пары
y1=0 ; z1 =1
y1=1 ; z1=0



  Стандартное решение чез битовую маску для {х}
  дает тот же результат 31



Рассмотрим систему, где  использование битовых масок потребует большего количества вычислений и конвертируем ее следующим образом

(x1=>x2)^(x2=>x3)^(x3=>x4)(x4=>x5)^(x5=>x6)^(x6=>x7)=1
((¬x1^y1^z1) v (x1^¬y1^z1) v (x1^y1^¬z1)) =1
((¬x2^y2^z2) v (x2^¬y2^z2) v (x2^y2^¬z2)) =1
((¬x3^y3^z3) v( x3^¬y3^z3) v (x3^y3^¬z3)) =1
((¬x4^y4^z4) v (x4^¬y4^z4) v (x4^y4^¬z4)) =1
((¬x5^y5^z5) v (x5^¬y5^z5) v (x4^y5^¬z5)) =1
((¬x6^y6^z6) v (x6^¬y6^z6) v (x6^y6^¬z6)) =1
((¬x7^y7^z7) v (x7^¬y7^z7) v (x7^y7^¬z7)) =1

Конвертированная система

(x1=>x2)^((¬x1^y1^z1) v (x1^¬y1^z1) v (x1^y1^¬z1)) =1
(x2=>x3)^((¬x2^y2^z2) v (x2^¬y2^z2) v (x2^y2^¬z2)) =1
(x3=>x4)^((¬x3^y3^z3) v( x3^¬y3^z3) v (x3^y3^¬z3)) =1
(x4=>x5)^((¬x4^y4^z4) v (x4^¬y4^z4) v (x4^y4^¬z4)) =1
(x5=>x6)^((¬x5^y5^z5) v (x5^¬y5^z5) v (x4^y5^¬z5)) =1
(x6=>x7)^((¬x6^y6^z6) v (x6^¬y6^z6) v (x6^y6^¬z6)) =1
((¬x7^y7^z7) v (x7^¬y7^z7) v (x7^y7^¬z7)) =1

Строим полный граф для последней системы.В отличие от битовых масок увеличение размеров матрицы обрабатывется без длинных вычислений.
Поведение графа системы при ее увеличение числа
импликации, например до 7:-


 Тестируем ответ на Сервере Полякова


   Другой пример. В этом случае битовая маска для Х  отнюдь не очевидна
       

  
       (x1+x2)^(x2+x3)^(x3+x4)=1
       ((¬x1^y1^z1) v (x1^¬y1^z1) v (x1^y1^¬z1)) =1
       ((¬x2^y2^z2) v (x2^¬y2^z2) v (x2^y2^¬z2)) =1
       ((¬x3^y3^z3) v( x3^¬y3^z3) v (x3^y3^¬z3)) =1
       ((¬x4^y4^z4) v (x4^¬y4^z4) v (x4^y4^¬z4)) =1

   Конвертируем систему

       (x1+x2)*((!x1*y1*z1) + (x1*!y1*z1) + (x1*y1*!z1)) =1
       (x2+x3)*((!x2*y2*z2) + (x2*!y2*z2) + (x2*y2*!z2)) =1
       (x3+x4)*((!x3*y3*z3) + (x3*!y3*z3) + (x3*y3*!z3)) =1
       ((!x4*y4*z4) + (x4*!y4*z4) + (x4*y4*!z4)) =1



   Контроль

   

Сравним  с образцом Р-34 из ege23.doc. Думаю,что текст конвертированной системы Р-34 содержит опечатку либо случайную неточность.



   Думаю, что правильная  версия системы в образце - следующая
  
  Протестируем уравнение Р-34, конвертированное несколько иначе
   чем на первом снапшоте вверху :-

   (x1=>x2)^(¬x1vy1vz1)^(x1v¬y1vz1)^(x1vy1v¬z1)=1
   (x2=>x3)^(¬x2vy2vz2)^(x2v¬y2vz2)^(x2vy2v¬z2)=1
   (x3=>x4)^(¬x3vy3vz3)^(x3v¬y3vz3)^(x3vy3v¬z3)=1
         (¬x4vy4vz4)^(x4v¬y4vz4)^(x4vy4v¬z4)=1

  
   Результат сервера подтверждает, что поданная на вход система корректна.Рассмотрим систему №150 из ege23.doc
  

    Конвертируем ее следующим образом ( отличным от Р-34 )

     (x1=>x2)^(¬x1vy1vz1)^(x1v¬y1vz1)^(x1vy1v¬z1)=1
     (x2=>x3)^(¬x2vy2vz2)^(x2v¬y2vz2)^(x2vy2v¬z2)=1      
     (x3=>x4)^(¬x3vy3vz3)^(x3v¬y3vz3)^(x3vy3v¬z3)=1
     (x4=>x5)^(¬x4vy4vz4)^(x4v¬y4vz4)^(x4vy4v¬z4)=1
            (¬x5vy5vz5)^(x5v¬y5vz5)^(x5vy5v¬z5)=1

    Построим диаграмму следуя Е.А. Мирончик
   

   Проверим систему на сервере Полякова
  

   
    Литература
    1. http://kpolyakov.spb.ru/download/mea-2016-8.pdf

Friday, July 6, 2018

EGE23.DOC №132 204 205 207



  


    205)

    (x2=>x1)^(y2=>y1)^(y1=>x1) =1
     . . . . . . . . .
    (x6=>x5)^(y6=>y5)^(y5=>x5) =1

   

 207)

  
  

Friday, June 8, 2018

Для первого октанта укажите наибольшее значение А что (2x+5y+z <> 27)v(A<4x+1)v(A<5y-3)v(A<2z+3) ~ 1

Каждый пишет,что он слышит,
Каждый слышит,как он дышит,
Как он дышит,так и пишет,
Не стараясь угодить.
        Булат Окуджава
 
Данный пост следует 306 - 312


Для первого октанта (x>0;y>0;z>0) укажите наибольшее значение А,
при котором выражение
(x+y+2z<>120)v(A<x)v(A<y)v(A<z) ≡ 1
то есть истинно для любых положительных значений x,y,z

Думаю, что прямая x=y=z пересечет плоскость x+y+2z = 120
в точке (30,30,30) . А(max)=29

В плоскости  x+y+2z = 120

  (x =< 30)^(y=<30) => (z>=30)
  (x =< 30)^(z=<30) => (y>=30)
  (y =< 30)^(z=<30) => (x>= 30)
Посуществу ли здесь размерность пространства вообще ?
Просто в R^3 куб , вписанный в пирамиду еще достаточно
нагляден, но не более того.

Следующая задача 

Для первого октанта укажите наибольшее значение А,
при котором выражение
   (2x+5y+z <> 27)v(A<4x+1)v(A<3y-3)v(A<2z+3) = 1

 Решим следующую систему уравнений и найдем пересечение
прямой и поскости

4x+1 = 3y-3  (1)
3y-3 = 2z+3  (2)
2x+5y+z = 27 (3)

x=2 ;
y=4 ;
z=3 ;



Здесь мы получаем А как "Up side down" value = 9
и A(max) = 8
Докажем это рассмотрев случаи 1,2,3 в плоскости
2x+5y+z = 27

**********
Case 1
**********
4x+1 =< 9
3y-3 =< 9

x =< 2
y =< 4 =>
z=27-2x-5y >= 27-24=3 =>
2z+3 >= 9

*********
Case 2
*********
3y-3 =< 9
2z+3 =< 9

y =< 4
z =< 3 =>
2x=27-5y-z >=27-23=4 =>
4x+1 >=9

********
Case 3
********
4x+1 =< 9
2z+3 =< 9

x =< 2
z =< 3 =>
5y=27-2x-z >= 27-4-3=20 =>
3y-3 >= 9

чтд

Wednesday, June 6, 2018

Для первого октанта укажите наибольшее значение А что (x+y+2z <> 120) v (A < x) v (A < y ) v (A < z) ~ 1

Файл ege18.pdf содержит, например, следующие задачи


и некоторые другие, рассмотренные исключительно в случае плоскости.
Ниже аналогичные задачи будут рассмотрены в R^3 только с целью сохранить наглядность.  Та же идея ( предложенная ниже ) будет работать и в R^n ( n =4,5,....)

Для первого октанта (x>0;y>0;z>0) укажите наибольшее значение А,
при котором выражение
(x+y+2z<>120)v(A<x)v(A<y)v(A<z) ≡ 1
то есть истинно для любых положительных значений x,y,z

Думаю, что прямая x=y=z пересечет плоскость x+y+2z = 120
в точке (30,30,30) . А(max)=29

В плоскости  x+y+2z = 120

  (x =< 30)^(y=<30) => (z>=30)
  (x =< 30)^(z=<30) => (y>=30)
  (y =< 30)^(z=<30) => (x>= 30)
Посуществу ли здесь размерность пространства вообще ?
Просто в R^3 куб , вписанный в пирамиду еще достаточно
нагляден, но не более того.

Следующая задача 

Для первого октанта укажите наибольшее значение А,
при котором выражение
     (x+3y+2z <> 17)v(A<x+1)v(A<2y+4)v(A<3z+2) ≡ 1

Решаем систему , находя точку перечения прямой и плоскости

x+1=2y+4  (1)
2y+4=3z+2 (2)
x+3y+2z=17 (3)

x=7 ;
y=2 ;
z=2 ;
Откуда  A=8 есть "Up side down" значение



Докажем , что имеем "Up side down over 8" (см [1] ) ситуацию с А(max)=7

В плоскости x+3y+2z=17 рассмотрим 3 случая
*******
Case 1
*******
x+1 =<  8    
2y+4 =< 8  =>

-x >= -7
-3y >= -6  =>

2z = 17 -x -3y >= 17 - 13 =4 =>
3z+2 >= 8

********
Case 2
********
2y+4 =< 8
3z+2 =< 8 =>

-3y >= -6
-2z >= -4 =>
 x = 17 -2z -3y >= 17-10 =7=>
 x+1 >= 8

*********
Case 3
*********
x+1 =< 8
3z+2 =<8 =>

-x >= -7
-2z >= -4
3y = 17 -x -2z >= 17 -11 =6 =>
2y+4 >= 8

чтд 

****************************************
Рассмотрим еще один пример
****************************************

Для первого октанта укажите наибольшее значение А,
при котором выражение
   (2x+5y+z <> 27)v(A<4x+1)v(A<3y-3)v(A<2z+3) 1

 Решим следующую систему уравнений и найдем пересечение
прямой и поскости

4x+1 = 3y-3  (1)
3y-3 = 2z+3  (2)
2x+5y+z = 27 (3)

x=2 ;
y=4 ;
z=3 ;



Здесь мы получаем А как "Up side down" value = 9 и A(max) = 8
Докажем это рассмотрев случаи 1,2,3 в плоскости  2x+5y+z = 27

**********
Case 1
**********
4x+1 =< 9
3y-3 =< 9

x =< 2
y =< 4 =>
z=27-2x-5y >= 27-24=3 =>
2z+3 >= 9

*********
Case 2
*********
3y-3 =< 9
2z+3 =< 9

y =< 4
z =< 3 =>
2x=27-5y-z >=27-23=4 =>
4x+1 >=9

********
Case 3
********
4x+1 =< 9
2z+3 =< 9

x =< 2
z =< 3 =>
5y=27-2x-z >= 27-4-3=20 =>
3y-3 >= 9

чтд

References
1. http://egekp.unoforum.pro/?1-4-0-00000230-000-0-0-1527755110




Friday, May 25, 2018

Двойственность в Линейном Программировании и Задача 18 по Досрочному ЕГЭ Информатика 2018

Найти наибольшее А для всех х1,х2,х3 >=0
(16x1+7x2+6x3+4 > A)v(2x1-4x2+3x3<3)v(4x1+5x2-2x3<8)  = 1

Используя двойстенность в ЛП задачу с многими переменными ( >= 3 )
и не более чем двумя дизъюнкциями ( 2 переменных в двойственной задаче)  мы сведем к графической задаче Симплекс метода

========================================
Соответствующая задача ЛП имеет вид :-
========================================

Z = 16x1+7x2+6x3+4=> Min1

2x1-4x2+3x3 >= 3
4x1+5x2-2x3 >=8

===========================
Двойственная задача ЛП
===========================
W= 3u1 + 8u2 +4 => Max2

 2u1+4u2 <= 16
-4u1+5u2 <= 7
 3u1-2u2 <= 6
 u1 >=0
 u2 >=0

Решается графически смотри :-
http://informatics-ege.blogspot.ru/2018/05/simplex-method-and-task-18-advanced_16.html


============================================================
Теорема. (Первая основная теорема двойственности.) Если одна из двойственных задач имеет оптимальное решение, то двойственная ей задача также имеет оптимальное решение, причем экстремумы целевых функций равны.Если одна из двойственных задач не имеет оптимального решения, то другая задача также не имеет оптимального решения, причем если одна из задач не имеет оптимального решения из-за неограниченности целевой функции, то другая из-за несовместности системы ограничений.
===========================================================
Смотри также https://math.semestr.ru/simplex/lec_dvoistven.php

Необходимо найти максимальное значение целевой функции
F = 3x1+8x2+4 → max, при системе ограничений:
2x1+4x2≤16, (1)
-4x1+5x2≤7, (2)
3x1-2x2≤6, (3)
x1 ≥ 0, (4)
x2 ≥ 0, (5)

Рассмотрим целевую функцию задачи F = 3x1+8x2+4 → max.
Построим прямую, отвечающую значению функции F = 3x1+8x2+4 = 0. Вектор-градиент, составленный из коэффициентов целевой функции, указывает направление максимизации F(X). Начало вектора – точка (0; 0), конец – точка (3;8). Будем двигать эту прямую параллельным образом. Поскольку нас интересует максимальное решение, поэтому двигаем прямую до последнего касания обозначенной области. На графике эта прямая обозначена пунктирной линией.




Прямая F(x) = const пересекает область в точке D. Так как точка D получена в результате пересечения прямых (1) и (2), то ее координаты удовлетворяют уравнениям этих прямых:
2x1+4x2=16
-4x1+5x2=7
Решив систему уравнений, получим: x1 = 2, x2 = 3
Откуда найдем максимальное значение целевой функции:
F(X) = 3*2 + 8*3 + 4 = 34

Min1 = Max2 = 34

Смотри также
https://1cov-edu.ru/lineynoe-programmirovanie/dvoystvennaya-zadacha/reshenie/
Пример 2



     Таким образом задачи из ege18-1.pdf
     


 имеющие 2 переменные {x,y} и всего 2 дизъюнкции могут быть обобщены на R^3, R^4, .., R^n , где "n" станет числом ограничений двойственной задачи с 2-мя переменными.