Ηλεκτρονική Διάθεση Μαθήματος
Μαθησιακά Αποτελέσματα
Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος, οι φοιτητές θα:
1. γνωρίζουν θεμελιώδη εργαλεία της Θεωρίας Πιθανοτήτων και της Συνδυαστικής.
2. μπορούν να επιλύσουν μαθηματικά προβλήματα με χρήση τυχαιότητας.
3. έχουν εξασκηθεί στο σχεδιασμό και την ανάλυση τυχαιοποιημένων αλγορίθμων.
Περιεχόμενο Μαθήματος
Σκοπός του μαθήματος είναι να εισαγάγει την “πιθανοθεωρητική μέθοδο”, που αποτελεί μια θεμελιώδη, και ισχυρή, τεχνική για την επίλυση προβλημάτων στα διακριτά μαθηματικά, μεταξύ άλλων. Η βασική ιδέα της μεθόδου είναι ότι, για να αποδείξουμε την ύπαρξη ενός “αντικειμένου” που ικανοποιεί κάποιες “επιθυμητές ιδιότητες”, αρκεί να αποδείξουμε ότι ένα “κατάλληλο” τυχαίο πείραμα παράγει το ζητούμενο “αντικείμενο” με μη-μηδενική πιθανότητα. Το μάθημα εστιάζει στη μεθοδολογία, όπως επίσης και στην εφαρμογή των μεθόδων σε διάφορα προβλήματα των διακριτών μαθηματικών.
Θα καλύψουμε θέματα όπως: η βασική μέθοδος, γραμμικότητα μέσης τιμής, η μέθοδος της δεύτερης ροπής, κλαδωτές ανελίξεις και αλλαγή φάσης σε τυχαία γραφήματα, ανισότητες απόκλισης, το τοπικό λήμμα του Lovász, ανισότητες συγκέντρωσης μέτρου, μέθοδοι εντροπίας, εφαρμογές των ανωτέρω στη συνδυαστική, τη διακριτή γεωμετρία, τη θεωρία αλγορίθμων.
Επιπρόσθετη βιβλιογραφία για μελέτη
N. Alon, J. Spencer, The Probabilistic Method, 3rd Edition, John Wiley & Sons, 2008.
B. Bollobás, Random Graphs, 2nd Edition, Cambridge University Press, 2001.
S. Janson, T. Luczak and A. Rucinski, Random Graphs, Wiley, 2000.
M. Molloy and B. Reed, Graph Coloring and the Probabilistic Method, Springer, 2002.
S. Roch, Modern discrete probability: An essential toolkit, Cambridge University Press, 2024.