diff --git a/semester3/ti/parts/languages-problems/kolmogorov-complexity.tex b/semester3/ti/parts/languages-problems/kolmogorov-complexity.tex index 98d9e66..a1962fe 100644 --- a/semester3/ti/parts/languages-problems/kolmogorov-complexity.tex +++ b/semester3/ti/parts/languages-problems/kolmogorov-complexity.tex @@ -1,5 +1,6 @@ \newpage \subsection{Kolmogorov-Komplexität} +\setcounter{definitions}{17} Falls ein Wort $x$ eine kürzere Darstellung hat, wird es \bi{komprimierbar genannt} und wir nennen die Erzeugung dieser Darstellung eine \bi{Komprimierung} von $x$. Eine mögliche Idee, um den Informationsgehalt eines Wortes zu bestimmen, wäre einem komprimierbaren Wort einen kleinen Informationsgehalt zuzuordnen und einem unkomprimierbaren Wort einen grossen Informationsgehalt zuzuordnen. @@ -53,3 +54,37 @@ Man kann also beliebig auch \texttt{C++}, \texttt{Swift}, \texttt{Python}, \text |K_A(x) - K_B(x)| \leq c_{A, B} \end{align*} \end{theorem} + +\fhlc{orange}{Anwendungen der Kolmogorov-Komplexität} + +\shade{orange}{Zufall} Der Zufall ist ein intuitiver, aber nicht sehr formeller Begriff, der mit der Kolmogorov-Komplexität formalisiert werden kann: +\begin{definition}[]{Zufall} + Ein Wort $x \in \wordbool$ (eine Zahl $n$) heisst \bi{zufällig}, falls $K(x) \geq |x|$ ($K(n) = K(\text{Bin}(n)) \geq \ceil{\log_2(n + 1)} - 1$) +\end{definition} + +\shade{orange}{Existenz eines Programms vs Kolmogorov-Komplexität} +\begin{theorem}[]{Programm vs Komplexität} + Sei $L$ eine Sprache über $\alphabets{bool}$ und für jedes $n \in \N - \{0\}$ sei $z_n$ das $n$-te Wort in $L$ bezüglich der kanonischen Ordnung. + Falls ein Programm $A_L$ existiert, das das Entscheidungsproblem $(\alphabets{bool}, L)$ löst, so gilt für alle $n \in \N - \{ 0 \}$ dass + \begin{align*} + K(z_n) \leq \ceil{\log_2(n + 1)} + c & & (c \text{ ist eine von } n \text{ unabhängige Konstante }) + \end{align*} +\end{theorem} + +\shade{orange}{Primality testing} +\begin{theorem}[]{Primzahlensatz} + \vspace{-0.3cm} + \begin{align*} + \limni \frac{\text{Prim}(n)}{\frac{n}{\ln(n)}} = 1 + \end{align*} +\end{theorem} +Die Annäherung von $\text{Prim}(n)$ and $\frac{n}{\ln(n)}$ wird durch folgende Ungleichung gezeigt: +\begin{align*} + \ln(n) - \frac{3}{2} < \frac{n}{\text{Prim}(n)} < \ln(n) - \frac{1}{2} \smallhspace \forall n \geq 67 \in \N +\end{align*} + +\begin{lemma}[]{Anzahl Primzahlen mit Eigenschaften} + Sei $n_1, n_2, \ldots$ eine stetig steigende unendliche Folge natürlicher Zahlen mit $K(n_i) \geq \frac{\ceil{\log_2(n_i)}}{2}$. + Für jedes $i \in \N - \{ 0 \}$ sei $q_i$ die grösste Primzahl, die $n_i$ teilt. + Dann ist die Menge $Q = \{ q_i \divides i \in \N - \{ 0 \} \}$ +\end{lemma} diff --git a/semester3/ti/ti-summary.pdf b/semester3/ti/ti-summary.pdf index 19b9414..21bfb27 100644 Binary files a/semester3/ti/ti-summary.pdf and b/semester3/ti/ti-summary.pdf differ