Euclidean TSP ใน NP และความซับซ้อนของรากที่สอง


12

ในบันทึกการบรรยายนี้โดย Ola Svensson: http://theory.epfl.ch/osven/courses/Approx13/Notes/lecture4-5.pdfมีการกล่าวกันว่าเราไม่รู้ว่า Euclidean TSP อยู่ใน NP:

สาเหตุที่เราไม่รู้วิธีคำนวณรากที่สองอย่างมีประสิทธิภาพ

ในทางตรงกันข้ามมีกระดาษนี้โดย Papadimitriou: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0304397577900123บอกว่ามันเป็น NP- สมบูรณ์ซึ่งหมายความว่ามันเป็นใน NP แม้ว่าเขาจะไม่ได้พิสูจน์มันในกระดาษ แต่ฉันคิดว่าเขาคิดว่าการเป็นสมาชิกในเรื่องไร้สาระเป็นเรื่องปกติ

ฉันสับสนกับสิ่งนี้ สุจริตการกล่าวอ้างว่าเราไม่รู้ว่า Euclidian TSP อยู่ใน NP ทำให้ฉันตกใจเพราะฉันเพิ่งคิดว่ามันไม่สำคัญ - การทัวร์ TSP เป็นหนังสือรับรองเราสามารถตรวจสอบได้อย่างถูกต้องว่าเป็นทัวร์ที่ถูกต้อง แต่ปัญหาคือสามารถมีรากที่สองได้บ้าง ดังนั้นการบรรยายโดยทั่วไปอ้างว่าเราไม่สามารถในเวลาพหุนามแก้ปัญหาต่อไปนี้:

ได้รับหมายเลขเหตุผลตัดสินใจว่าq1,…,qn,A∈Qq1+⋯+qn≤A

คำถามที่ 1:เรารู้อะไรเกี่ยวกับปัญหานี้

สิ่งนี้มีความเรียบง่ายดังต่อไปนี้ซึ่งฉันไม่สามารถหาได้:

คำถามที่ 2:สิ่งนี้สามารถลดลงได้ในกรณีพิเศษหรือไม่เมื่อนี่เป็นกรณีพิเศษเวลาพหุนามแก้ได้หรือไม่?n=1

ฉันคิดถึงเรื่องนี้ซักพักแล้ว เราต้องการความซับซ้อนของเวลาพหุนามที่เกี่ยวกับจำนวนบิตของอินพุตเช่นไม่ใช่ขนาดของตัวเลข เราสามารถหาผลรวมกับจำนวนทศนิยมแบบพหุนามได้อย่างง่ายดาย เพื่อให้ได้กรณีที่ไม่ดีเราต้องการอินสแตนซ์ของสำหรับเช่นนั้นสำหรับพหุนามทุกตัวมีจำนวนเต็มที่และเห็นด้วยกับตัวเลขตัวแรกของ การขยายทศนิยมq1,k,…,qn,k,Ak∈Qk=1,2,…pkq1,k+⋯+qn,kAkp(input-size)

คำถามที่ 3:มีตัวอย่างของจำนวนที่มีเหตุผลหรือไม่?

แต่คืออะไร ขึ้นอยู่กับวิธีการแสดงจำนวนตรรกยะ! ตอนนี้ฉันอยากรู้เกี่ยวกับเรื่องนี้:input-size

คำถามที่ 4:อัลกอริทึมมีความสำคัญหรือไม่หากจำนวนตรรกยะให้เป็นอัตราส่วนของจำนวนเต็มสองจำนวน (เช่น ) หรือในการขยายทศนิยม (เช่น )? กล่าวอีกนัยหนึ่งมีครอบครัวของตัวเลขที่มีเหตุผลเช่นนั้นขนาดของการขยายทศนิยมไม่ถูก จำกัด ขอบเขตในพหุนามในขนาดของการแสดงอัตราส่วนหรือวิธีอื่น ๆ ?24/132.5334567¯


สำหรับว่าคุณจำเป็นต้องมีความแม่นยำบิตแล้วคูณที่ได้รับด้วยในไบนารีและใช้ของนิวตันย้ำcstheory.stackexchange.com/questions/9706/... 2bq1100…00⏟b length 
— T ....

คำตอบ:


19

ไตรมาสที่ 1 นี่เป็นปัญหาเปิดที่มีชื่อเสียง มันเป็นที่รู้จักที่จะอยู่ในระดับที่สี่ของลำดับชั้นของการนับเนื่องจาก[ABKM] ไม่ทราบว่าอยู่ใน NP ปัญหาไม่ได้เกิดขึ้นจริงในการคำนวณสแควร์รูทตามที่อ้างไว้ในบันทึกการบรรยาย: บิตของสแควร์รูทของจำนวนเต็มสามารถคำนวณได้ในเวลาพหุนามในและบิตของจำนวนเต็ม ปัญหาคือว่าผลรวมของสแควร์รูทของจำนวนเต็มใกล้กับจำนวนเต็มมากแค่ไหนnn

ไตรมาสที่ 2 กรณีเป็นหลักสูตรที่ง่าย มันเหมือนกับซึ่งอยู่ในเวลาพหุนามเพราะการหารจำนวนตรรกยะนั้นอยู่ในเวลาพหุนามq ≤ A 2n=1q≤A2

ไตรมาสที่ 3 ตามหน้านี้สิ่งที่ดีที่สุดที่รู้จักคือมีจำนวนทั้งหมดระหว่างถึงเช่น3/2}) นี่เป็นขอบเขตล่างของกับจำนวนบิตที่ต้องคำนวณสำหรับปัญหาที่อาจเกิดขึ้นยากขึ้นซึ่งช่วยให้สัมประสิทธิ์เชิงลบ ที่ดีที่สุดของขอบเขตบนของจำนวนบิตคือการชี้แจงในk 1 n | ∑ k i = 1 √a1,…,ak,b1,…,bk1nΩ(2kบันทึกn)k|∑i=1kai−∑i=1kbi|=O(n−2k+3/2)Ω(2klog⁡n)k

ไตรมาสที่ 4 ฉันคิดว่าการแทนค่าทศนิยมอาจไม่มีประสิทธิภาพ ความยาวของช่วงเวลาคือลำดับการคูณของ 10 โมดูโลตัวส่วนซึ่งสามารถอธิบายได้ในจำนวนบิตของตัวส่วน


ดังนั้นปัญหาสามารถมี PTAS ในขณะที่รุ่นการตัดสินใจไม่เป็นที่รู้จักใน ? NP
— Lamine

@ Lamine แน่นอนสิ่งหนึ่งที่ต้องทำกับคนอื่น ๆ ?
— Sasho Nikolov

3

คุณเขียน:

ในทางตรงกันข้ามมีกระดาษนี้โดย Papadimitriou: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0304397577900123บอกว่ามันเป็น NP- สมบูรณ์ซึ่งหมายความว่ามันเป็นใน NP แม้ว่าเขาจะไม่ได้พิสูจน์มันในกระดาษ แต่ฉันคิดว่าเขาคิดว่าการเป็นสมาชิกในเรื่องไร้สาระเป็นเรื่องปกติ

ทำไมคุณไม่เพียงแค่อ่านกระดาษแทนที่จะโพสต์เรื่องไร้สาระเรียกร้อง? ในหน้า 239 Papadimitriou อภิปรายอย่างละเอียดเกี่ยวกับปัญหาเหล่านี้และกำหนดตัวแปรพื้นฐานของ Euclidean metric สำหรับการพิสูจน์ของเขา


6
ฉันคิดว่านี่เป็นความคิดเห็นที่ดีกว่าคำตอบเว้นแต่คุณจะให้รายละเอียดเกี่ยวกับวิธีที่ Papadimitriou หลีกเลี่ยงผลรวมของปัญหารากที่สอง
— Sasho Nikolov
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.