Biorąc pod uwagę


11

Oto problem o smaku podobnym do nauki junt:

Dane wejściowe: Funkcja , reprezentowana przez wyrocznię członkowską, tzn. Wyrocznię, która dała , zwraca .x f ( x )f:{0,1}n→{−1,1}xf(x)

Cel: Znajdź podmoduł S o wartości {0,1}n o objętości |S.|=2)n-k takie, że |mix∈S.fa(x)|≥0,1 . Zakładamy, że taki podrzędny istnieje.

Łatwo jest uzyskać algorytm działający w czasie nO(k) i zwracający prawidłową odpowiedź z prawdopodobieństwem ≥0,99 , wypróbowując wszystkie (2)n)k sposobów wyboru podmodułu i próbkując średnią w każdym z nich.

Ja interesującego znalezienie algorytm, który działa w czasie poly(n,2)k) . Alternatywnie, dolna granica byłaby świetna. Problem ma podobny smak do nauki junt, ale nie widzę rzeczywistego związku między ich trudnościami obliczeniowymi.

Aktualizacja: @Thomas poniżej pokazuje, że złożoność Próbkę tego problemu jest poly(2)k,log⁡n) . Ciekawym zagadnieniem jest jednak złożoność obliczeniowa problemu.

Edycja: dla uproszczenia można założyć, że istnieje podmoduł z |mix∈S.fa(x)|≥0.2 (zwróć uwagę na lukę: szukamy pod kostki ze średnią ≥0,1 .) Jestem prawie pewien, że każde rozwiązanie problemu z luką rozwiąże problem bez luki.

Odpowiedzi:


7

Tutaj lepiej wiąże się złożoność próbki. (Chociaż złożoność obliczeniowa jest wciąż .)nk

Twierdzenie. Załóżmy, że istnieje pod kostka o rozmiarze 2 n - k, taka że | E x ∈ S [ f ( x ) ] | ≥ 0,12 . Za pomocą próbek O ( 2 k ⋅ k ⋅ log n ) możemy z dużym prawdopodobieństwem zidentyfikować pod kostkę S ′ o wielkości 2 n - k tak, aby | E x ∈ S ′ [ fS2n−k|mix∈S.[fa(x)]|≥0,12O(2)k⋅k⋅log⁡n)S.′2)n-k .|mix∈S.′[fa(x)]|≥0,1

Zwróć uwagę na niewielką utratę parametrów ( jest optymalna w porównaniu z gwarancją 0,1 ).0,120,1

Dowód. Odbiór punktów P ⊂ { 0 , 1 } n równomiernie losowo zapytania F w każdym x ∈ P .mP.⊂{0,1}nfax∈P.

Napraw podmoduł o rozmiarze 2 n - k . Mamy E [ | S ∩ P | ] = m 2 - k . W związku z Chernoffem P [ | S ∩ P | < m 2 - k - 1 ] ≤ 2 - Ω ( m 2 - k ) . Również P [ | E x ∈ S ∩S.2)n-kmi[|S.∩P.|]=m2)-k

P.[|S.∩P.|<m2)-k-1]≤2)-Ω(m2)-k).
P.[|mix∈S.∩P.[fa(x)]-mix∈S.[fa(x)]|>ε]≤2)-Ω(|S.∩P.|ε2)).

Związkiem związanym ze wszystkimi wyborówS, mamyP[∀S| Ex∈S∩P[f(x)]-Ex∈S[f(x)]| ≤ε]≥1- ( n(nk)2)kS.Tak więc przez podniesieniem=O(2K/ε2⋅klogn), można zapewnić, że z prawdopodobieństwem co najmniej0.99, można oszacowaćex∈S[f(x)]w granicachεdla subcubesSz rozmiar2n-k

P.[∀S.  |mix∈S.∩P.[fa(x)]-mix∈S.[fa(x)]|≤ε]≥1-(nk)2)k2)-Ω(m2)-kε2)).
m=O(2)k/ε2)⋅klog⁡n)0,99mix∈S.[fa(x)]εS.2)n-k.

Przy ustawieniu dowodzimy twierdzenia: wybranie podmodułu o największym | E x ∈ S ∩ P [ f ( x ) ] | z dużym prawdopodobieństwem spełni wymagania. CO BYŁO DO OKAZANIAε=0,01|mix∈S.∩P.[fa(x)]|


1
do⋅2)kdodonk

3
Innym sposobem na zobaczenie tego jest to, że przestrzeń zasięgu, którą opisujesz, ograniczyła wymiar zniszczenia, a zatem ograniczyła wymiar VC, a następnie rzuciłeś na nią twierdzenie o aproksymacji eps.
— Suresh Venkat
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.