บทพิสูจน์ทฤษฎีบท Karp-Lipton


14

ฉันกำลังพยายามที่จะเข้าใจหลักฐานของทฤษฎีบท Karp-Lipton ตามที่ระบุไว้ในหนังสือ "Computational Complexity: A modern approach" (2009)

โดยเฉพาะอย่างยิ่งหนังสือเล่มนี้ระบุต่อไปนี้:

ทฤษฎีบท Karp-Lipton

หากNP P P o L Yแล้วPH = Σ พี 2 Pพีโอล.Y =Σ2พี

พิสูจน์: โดยทฤษฎีบท 5.4 เพื่อแสดงPH ก็พอเพียงที่จะแสดงให้เห็นว่าΠ พี2Σ พี2และโดยเฉพาะอย่างยิ่งในนั้นพอเพียงที่จะแสดงให้เห็นว่าΣ พี2มีΠ พี2ภาษาที่สมบูรณ์Π 2 SAT=Σ2พีΠ2พีΣ2พีΣ2พีΠ2พีΠ2

ทฤษฎีบท 5.4 กล่าวว่า

สำหรับทุกถ้าΣ หน้าฉัน = Π หน้าฉันแล้วPH = Σ หน้าฉัน นั่นคือลำดับชั้นยุบลงไปถึงระดับ ithi1Σip=ΠipΣip

ฉันกำลังล้มเหลวที่จะเข้าใจวิธีการหมายถึงΣ P 2 =Πพี 2Π2pΣ2pΣ2p=Π2p

ในฐานะที่เป็นคำถามทั่วไปมากขึ้น: ไม่ระงับนี้ทุกคือไม่Π หน้าฉันΣ หน้าผมบอกเป็นนัยว่าiΠipΣipสำหรับทุกฉัน1 ?Σip=Πipi1


หลังจากที่ในขณะนี้ถ้าผมจำไม่ผิดเราก็มาถึงคำอธิบายคลุมเครือ: "ถ้าแล้วเราสามารถเปลี่ยนสูตรที่มีปริมาณ. . . จะเป็นหนึ่งเดียวกับปริมาณ. . . ซึ่ง เราสามารถใช้เพื่อแปลงสูตรจากΣ p 3Π2pΣ2p......Σ3pของแบบฟอร์มให้เป็นหนึ่งในรูปแบบ. . . . . . ............ซึ่งวางไว้ในซึ่งยุบลำดับชั้น ฉันไม่แน่ใจว่าฉันเข้าใจเรื่องนี้อย่างสมบูรณ์ Σ2p
WardL

ข้อเสนอแนะ / ความคิดอื่นคำสั่งทางคณิตศาสตร์สลับไปมาระหว่างการรวมส่วนย่อยและความเท่าเทียมกัน (ยอมรับว่านี่เป็นเรื่องธรรมดาในทฤษฎีความซับซ้อน) มีวิธีการติด / stdize บน / ปฏิรูปในหนึ่งหรืออื่น ๆ ? fyi Karp-Lipton thm / wikipedia
vzn

คำตอบ:


8

จำได้ว่า IFF ˉ LเธPฉัน สมมติว่าตอนนี้ที่Σ หน้าฉันเธP ฉันและให้L เธPฉัน จากนั้นˉ LΣ หน้าผมและอื่นˉ LเธP ฉันโดยสมมติฐานหมายความว่าL Σ หน้าฉัน ในคำอื่น ๆΠ หน้าฉันΣ พีLΣipL¯ΠipΣipΠipLΠipL¯ΣipL¯ΠipLΣipและเพื่อΣหน้าฉัน =Πหน้าฉันΠipΣipΣip=Πip

นี่คือเหตุผลที่ IFF ˉ LเธPฉัน สำหรับรูปธรรมเราจะฉัน= 3 ตามคำนิยามL Σ พี3ถ้าบาง P-เวลากริยาT , x L | y | < | x | O ( 1 )LΣipL¯Πipi=3LΣ3pT ในทำนองเดียวกัน ˉ Lเธพี3ถ้าบาง P-เวลากริยา S , x ˉ L| y | < | x | O ( 1 )| z | < | x | O

xL|y|<|x|O(1)|z|<|x|O(1)|w|<|x|O(1)T(x,y,z,w).
L¯Π3pS อย่างไรก็ตามทั้งสองข้อความนี้มีความเท่าเทียมกันเนื่องจากการร้องขอกฏหมายของเดอมอร์แกนที่เรียบง่ายแสดงให้เห็นพร้อมกับความจริงที่ว่า P ถูกปิดภายใต้การทำให้สมบูรณ์ (รับS=¬T)
xL¯|y|<|x|O(1)|z|<|x|O(1)|w|<|x|O(1)S(x,y,z,w).
S=¬T
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.