1. Considere a multiplicação de n matrizes A₁, ..., A_n. Considere também que denota-se o produto das matrizes A_k.A_k+1..... A_q por A_k..q e que as dimensões das matrizes são dadas por d_k × d_k+1 para a matriz A_k. Assim, A_1..n terá dimensão d₁ × d_n+1.
   
   Aqui a multiplicação de pares consecutivos de matrizes A_k.A_k+1 é feita calculando

   ai,jk..k+1 =

   dk+1 å p=1

   ai,pk.ap,jk+1

   para todo par (i,j) que é elemento de A_k.A_k+1 e onde a_i,j^k representa o elemento (i,j) da matriz A_k.
   
   Observe que a multiplicação de 3 matrizes A₁, A₂ e A₃, pode ser feita de duas manieras: ((A₁.A₂). A₃) e (A₁.(A₂.A₃)). (De quantas maneiras pode-se obter o produto de n matrizes ?)
   
   Observe também que para cada maneira de se multiplicar n matrizes pode-se ter que realizar um número diferente de multiplicações. Quantas são ?
   
   Apresente um algoritmo para determinar a maneira de se multiplicar as n matrizes que utiliza o menor número de multiplicações. Mostre que esse algoritmo pode ser obtido por indução matemática e explique qual o reforço da hipótese indutiva que permite provar o passo indutivo que leva ao algoritmo.
   
   
2. Um comerciante possui um armazém que utiliza para suprir seus clientes de um único produto. O seu armazém pode guardar até C unidades do produto. Para as próximas T semanas o comerciante TEM que atender às demandas dos seus clientes que somam d_t para a semana t, onde t=1,2,...,T. Além disso, ele possui s₀(£ C) unidades em estoque antes do início da primeira semana, e já negociou com os fornecedores os preços unitários p_t (t=1,2,...,T). Ele deseja planejar o atendimento dos seus clientes de modo a gastar o mínimo possível com a compra do produto.
   
   Ajude ao comerciante a definir a sua estratégia ótima de compra do produto nas semanas t=1,..., T.
   1. Apresente o algoritmo que obtém a estratégia de compra de menor custo e atende às demandas dos seus clientes.
   2. Explique que reforço da hipótese indutiva deve ser utilizado para se obter um algoritmo eficiente para este cálculo.
   3. Mostre como fica a prova do passo indutivo e sua relação com o algoritmo proposto.
   4. Execute o seu algoritmo sobre a seguinte instância: C=12, T=5,s₀ = 3, d₁ = 7, d₂ = 4, d₃ = 15, d₄ = 10, d₅ = 7 e p₁ = 3, p₂ = 4, p₃ = 7, p₄ = 6, p₅ = 8. Informe quanto o comerciante deve comprar em cada semana e o seu custo total.
   
   
3. Considere um tabuleiro de xadrez e um rei que está inicialmente na posição (1,1) (as posições do tabuleiro são representadas por (i,j) onde 1 £ i £ 8 e 1 £ j £ 8). Para cada posição do tabuleiro estão associados um prêmio p_ij e um consumo q_ij (o prêmio pode ser em USD(!!) e o consumo em litros de gasolina, por exemplo). Os prêmios e os consumos assumem somente valores positivos. O rei tem inicialmente Q unidades para consumir e pode passar quantas vezes quiser em cada posição do tabuleiro e a cada vez receber o prêmio e, naturalmente, consumir os seus recursos. Ao final (do passeio) o rei tem que estar de volta na posição (1,1).
   1. Proponha um algoritmo para determinar o caminho que o rei deve fazer para obter o maior total possível em prêmios. Esse algoritmo pode ser obtido respondendo aos dois próximos itens.
      
      
   2. Suponha que você conhece a solução que obtém o maior total em prêmios dado que o rei está em cada uma das posições do tabuleiro e para cada consumo possível. Escreva agora o teorema do passo indutivo explicitando o reforço de hipótese utilizado.
      
      
   3. Prove por indução matemática (simples) que você sabe resolver o problema do rei.
      
      
   4. Suponha que Q = 7 e que q_ij = 1 e p_ij = 2*i + 3*j para todo (i,j). Determine o caminho em que o rei acumula o maior total possível de prêmios. Repita o cálculo modificando apenas p₂₂ = 100 e mantendo os demais valores.

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