Merge branch 'master' of gitlab.enbewe.de:eNBeWe/n-kaffee-problem

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Nis Börge Wechselberg 2014-11-29 17:12:41 +01:00
commit cf9cdcc6d4

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@ -33,6 +33,8 @@
\newcommand{\beisautorefname}{Beispiel} \newcommand{\beisautorefname}{Beispiel}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%% Dokumentinformationen %% Dokumentinformationen
@ -119,7 +121,7 @@ Um das Kaffee-Problem betrachten zu können,
müssen wir zunächst eine geeignete Menge von Personen definieren, müssen wir zunächst eine geeignete Menge von Personen definieren,
die das Problem überhaupt interessiert.\footnote{% die das Problem überhaupt interessiert.\footnote{%
Hierzu gehört offenbar der Leser, Hierzu gehört offenbar der Leser,
sonst würde er diesen Stuss ja nicht lesen} sonst würde er diese Ausarbeitung sicher nicht lesen.}
\begin{defi}[Kaffeekränzchen] \begin{defi}[Kaffeekränzchen]
\label{def:kaffeekraenzchen} \label{def:kaffeekraenzchen}
@ -210,9 +212,10 @@ Betrachten wir das Beispiel \(n=2\).
\label{beis:2-kaffee-problem} \label{beis:2-kaffee-problem}
Sei \(K\) ein 2-Kaffeekränzchen und Sei \(K\) ein 2-Kaffeekränzchen und
\(k\) eine K-Kaffeekasse. \(k\) eine K-Kaffeekasse.
Nehmen wir an, dass bisher \(p_1\) zweimal Nehmen wir an,
einen Kaffee für \(p_2\) bezahlt hat, dass bisher \(p_1\) zweimal
dann ergibt sich der Zustand \(k = (-2,2)\). einen Kaffee für \(p_2\) bezahlt hat.
Dann ergibt sich der Zustand \(k = (-2,2)\).
Es lässt sich leicht erkennen, Es lässt sich leicht erkennen,
dass stets $\Delta_1 = - \Delta_2$ gelten muss. dass stets $\Delta_1 = - \Delta_2$ gelten muss.
@ -237,7 +240,7 @@ Das ist die Aussage des folgenden Satzes.
und \(k\) eine Kaffeekasse und \(k\) eine Kaffeekasse
über dem \(n\)-Kaffeekränzchen \(K\). über dem \(n\)-Kaffeekränzchen \(K\).
Um das \(n\)-Kaffee-Problem zu lösen Um das \(n\)-Kaffee-Problem zu lösen
genügt eine \((n-1)\)-Kaffeekasse. genügen \(n-1\) Komponenten von \(k\).
\end{satz} \end{satz}
\begin{proof} \begin{proof}
Nach \autoref{def:kaffeekasse} gilt: Nach \autoref{def:kaffeekasse} gilt:
@ -258,24 +261,27 @@ Das ist die Aussage des folgenden Satzes.
\subsection{Explizite Kaffeekassen und das Kaffee-Paradoxon} \subsection{Explizite Kaffeekassen und das Kaffee-Paradoxon}
\label{sub:kaffeeparadoxon} \label{sub:kaffeeparadoxon}
Die in \autoref{def:kaffeekasse} definierte Kaffeekasse Mit der in \autoref{def:kaffeekasse} definierte Kaffeekasse gibt an,
modelliert einen gemeinsamen Kaffeepool innerhalb des Kaffeekränzchens. wie viele Kaffees eine Person insgesamt noch bekommt oder schuldet.
Diese Kaffeekasse kann auch als \emph{bilanzierende Kaffeekasse} bezeichnet werden. Im Allgemeinen lässt sich aber nicht entscheiden,
Als alternative Notation könnte auch eine explizite Kaffeekasse vorgehalten werden, von wem sie noch Kaffees bekommt
oder wem sie Kaffees schuldet.
Die Kaffeekasse ist also eine \emph{bilanzierende Kaffeekasse}.
Alternativ könnte auch eine explizite Kaffeekasse geführt werden,
in der alle Kaffeeschulden innerhalb des Kaffeekränzchens einzeln ausgewiesen werden. in der alle Kaffeeschulden innerhalb des Kaffeekränzchens einzeln ausgewiesen werden.
\begin{defi}[Explizite Kaffeekasse] \begin{defi}[Explizite Kaffeekasse]
\label{def:explizitekaffeekasse} \label{def:explizitekaffeekasse}
Sei \(n \in \naturals_{\geq2}\) und \(K\) ein \(n\)-Kaffeekränzchen. Sei \(n \in \naturals_{\geq2}\) und \(K\) ein \(n\)-Kaffeekränzchen.
Eine \emph{explizite K-Kaffeekasse} ist die Matrix Eine \emph{explizite K-Kaffeekasse}
\( \kappa \in \naturals^{n\times n} \) wobei gilt: ist eine Matrix \( \kappa \in \naturals^{n\times n} \) mit:
\begin{enumerate} \begin{enumerate}
\item \( \delta_{i,i} = 0 \) für alle \( i \in \naturals_{\leq n} \) \item \( \delta_{i,i} = 0 \) für alle \( i \in \naturals_{\leq n} \)
\item \( \delta_{i,j} = -\delta_{j,i} \) für alle \( i,j \in \naturals_{\leq n} \) \item \( \delta_{i,j} = -\delta_{j,i} \) für alle \( i,j \in \naturals_{\leq n} \)
\end{enumerate} \end{enumerate}
Hierbei verhalten sich die einzelnen Kaffeedeltas $\delta_{i, j}$ wie folgt: Hierbei verhalten sich die einzelnen Kaffeedeltas $\delta_{i, j}$ wie folgt:
\begin{align*} \begin{align*}
\delta_{i,j} < 0 &: \enspace p_j \text{ schuldet } p_i \text{ noch } |\delta_{ij}| \text{ Kaffees.} \\ \delta_{i,j} < 0 &: \enspace p_i \text{ bekommt von } p_j \text{ noch } |\delta_{ij}| \text{ Kaffees.} \\
\delta_{i,j} = 0 &: \enspace \text{Die Kaffeebilanz zwischen }p_i\text{ und }p_j\text{ ist ausgeglichen.} \\ \delta_{i,j} = 0 &: \enspace \text{Die Kaffeebilanz zwischen }p_i\text{ und }p_j\text{ ist ausgeglichen.} \\
\delta_{i,j} > 0 &: \enspace p_i \text{ schuldet } p_j \text{ noch } \delta_{ij} \text{ Kaffees.} \delta_{i,j} > 0 &: \enspace p_i \text{ schuldet } p_j \text{ noch } \delta_{ij} \text{ Kaffees.}
\end{align*} \end{align*}
@ -308,9 +314,10 @@ analog zu \autoref{def:kaffeekassentransition}.
für \(k,l \in \naturals_{\leq n}\). für \(k,l \in \naturals_{\leq n}\).
\end{defi} \end{defi}
\begin{satz} \begin{satz}[Bilanzierender Kaffeekassenexplikationssatz]
Sei \(n \in \naturals\), \(K\) ein \(n\)-Kaffeekränzchen Sei \(n \in \naturals\), \(K\) ein \(n\)-Kaffee\-kränzchen
und \( \kappa \) eine explizite \(K\)-Kaffeekasse. Dann existiert eine entsprechende, und \( \kappa \) eine explizite \(K\)-Kaffeekasse.
Dann existiert eine entsprechende
bilanzierende \(K\)-Kaffeekasse. bilanzierende \(K\)-Kaffeekasse.
\end{satz} \end{satz}
\begin{proof} \begin{proof}