算法导论 3.2-4

问题

函数是否多项式有界?函数呢?

分析

看了网上的分析,要用到
---(1)
感觉这样可以去掉常数k的干扰,首先来证明(1)

证明:
  1. 必要性:
    根据渐近上界定义,存在n0和c,当n>=n0时,lg(f(n)) <= clgn

    即,k为 常数
  2. 充分性:
    根据渐近上界定义,存在正常数n0和c,当n>=n0时,

    对两边取对数得

    因为c为常数,所以肯定可以找到一个常数k1,使

    所以此时,存在正常数n0和k1,当n>=n0时

下面证明题目,问题就转换成lg(f(n))的渐近上届是否为lgn

证明:
  1. 因为 所以
    又因为不难证明所以根据传递性

    因为lglgn是单调增函数,所以对于任意正常数c1,不论它多大,都可以找到常数n0, 使在n>=n0时,c1lgn <= clgnlglgn
    所以在n>=n0时,对任意正常数c1,有

    所以不是多项式有界的
  2. 同理可得

    因为lglglgn <= lglgn,所以
    所以
    又因为任意多项式函数都比对数函数增长的快,所以以
    所以根据传递性以
    所以多项式有界

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