Numeracja podzbiorów


10

Napraw . Dla każdego wystarczająco dużego chcielibyśmy oznaczyć wszystkie podzbiory wielkości dokładnie dodatnimi liczbami całkowitymi z . Chcielibyśmy, aby to etykietowanie spełniało następującą właściwość: istnieje zestaw liczb całkowitych , uln { 1 .. n } n / k { 1 ... T } S.k≥5n{1 ..n}n/k{1 ...T.}S.

  1. Jeśli podzbiory rozmiaru nie przecinają (czyli suma tych zbiorów tworzą cały zbiór ), to suma ich etykietach jest w .n / k { 1 .. n } Skn/k{1 ..n}S.
  2. W przeciwnym wypadku, suma ich etykietach nie jest w .S.

Czy istnieje i oznakowanie, st ?T ⋅ | S | = O ( 1,99 n )k≥5T.⋅|S.|=O(1,99n)

Na przykład dla dowolnego możemy oznaczyć podzbiory w następujący sposób. , każdy podzbiór ma bitów w swojej liczbie: pierwszy bit jest równy jeśli podzbiór zawiera , drugi bit jest równy jeśli podzbiór zawiera itd. Łatwo zauważyć, że zawiera tylko jeden element . Ale tutaj . Czy możemy to zrobić lepiej?T = 2 n n 1 1 1 2 S 2 n - 1 T ⋅ | S | = Θ ( 2 n )kT.=2)nn1112)S.2)n-1T.⋅|S.|=Θ(2)n)


3
Dlaczego 5, a nie 3?
— domotorp

@domotorp: Czy wiesz jak to zrobić dla mniejszego ? k
— Alex Golovnev

To dałoby konstruktywny dowód na pytanie za milion dolarów! Nie tak szybko! :)
— Tayfun Zapłać

@Geekster: Czy mógłbyś wyjaśnić?
— Alex Golovnev

3
Czy można ustawić T = O (1,99 ^ n)? Pytanie wydaje się sugerować, że jest to możliwe, ale nie jest dla mnie jasne, jak to zrobić.
— Tsuyoshi Ito

Odpowiedzi:


7

Częściowa odpowiedź brzmi, że nawet takie oznakowanie nie istnieje.k

Dla zestawu rozłącznych podzbiorów S 1 , … , S t (o rozmiarze n / k , niech f ( S 1 , … , S t ) oznacza sumę ich wartości).tS.1,…,S.tn/kfa(S.1,…,S.t)

Twierdzenie: jeśli i S 1 ∪ ... ∪ S T ≠ S ' 1 ∪ ... ∪ S " T , a następnie f ( S, 1 , ... , S , T ) ≠ f ( S ' 1 , ... , S ' , T ) .t<kS.1∪…∪S.t≠S.1′∪…∪S.t′fa(S.1,…,S.t)≠fa(S.1′,…,S.t′)

Zrozumieć, dlaczego żądanie wprawdzie wybrać zestaw tak, że ⋃ k i = 1 S I = [ n ] , ale następnie jedną na jedno z tych nowych zestawów przecina się z S " i jest tak F. ( S 1 , ... , S K ) nie mogą być takie same jak f ( S ' 1 , ... , S " T , SS.t+1,…,S.k⋃ja=1kS.ja=[n]S.ja′fa(S.1,…,S.k).fa(S.1′,…,S.t′,S.t+1,…,S.k)

Następstwo: .T.>(ntn/k)/t

Ustawienie daje dolną granicę T ≥ 2 ( nt=k/2).T.≥2)(nn/2))/k=Ω(2)n/n)

Zauważ, że dla nieparzystego dostaje się dolną granicę rzędu ( nk. Już dlak=5mamyH((1-1/k)/2)=H(nn(1-1/k)/2))≈2)H.((1-1/k)/2))n=2)n(1-O(1/k2)))k=5 więc wykładnikdość szybkodąży do 1 .H.((1-1/k)/2))=H.(0,4)≈0,971

Domyślam się, że nie istnieje również rozwiązanie dla nieparzystego , ale nie jestem pewien, jak to udowodnić.k


Dziękuję, bardzo piękne rozwiązanie! Ale nie jestem pewien, czy możemy uogólnić to na nieparzyste . k
— Alex Golovnev

4

To nie jest odpowiedź, tylko wyjaśnienie, dlaczego dla k = 2 nie może istnieć takie oznakowanie (jestem pewien, że było to już znane Alexowi, więc jest to tylko napis dla innych czytelników takich jak ja ...)

Dla k = 2 mamy . Jest tak, ponieważ istnieją(nT.≥(nn/2))≥1,99npodzbiory wielkości n / 2. Jeśli jakieś dwa otrzymają tę samą etykietę, np. A i B, wówczas albo suma znacznika A i jego dopełniacza nie jest w S, albo suma znacznika B i dopełniacza A jest w S. To implikujeT≥(n(nn/2))(dla dużych n).T.≥(nn/2))

Dla większego ka podobny argument pokazuje, że wszystkie etykiety muszą być różne, ale daje to tylko słabszą wykładniczą dolną granicę. Więc już k = 3 wydaje się być nieznane.


k
Korzystając z naszej strony potwierdzasz, że przeczytałeś(-aś) i rozumiesz nasze zasady używania plików cookie i zasady ochrony prywatności.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.