Złożoność jednomianów w linii prostej


11

Niech będzie polem. Jak zwykle dla f ∈ k [ x 1 , x 2 , … , x n ] definiujemy L ( f ) jako złożoność linii f względem k w linii prostej . Niech K będzie zbiorem jednomianów f , a mianowicie jednomianów, które występują w f z niezerowym współczynniku.kf∈k[x1,x2,…,xn]L(f)fkFff

Czy to prawda, że ?∀m∈F:L(m)≤L(f)

Znany jest nawet słabszy górny limit dla ?L(m)

Odpowiedzi:


13

Jeśli to ma monomialów i . Argumentem liczącym są programy liniowe o długości . Ponieważ ma więcej monomialów, dla niektórych potrzebujemy dłuższego programu. W rzeczywistości argument ten podaje jednomianowy dla którego .

f=(Σi=1nxi)2n
(2n+n−1n−1)≈2n2L(f)=O(n)2O(nlog⁡n)O(n)fmL(m)=Ω~(L2(f))

2
Jako mały konstruktywny przykład oparty na odpowiedzi domotorp, można przyjąć przy podczas gdy . L ( f ) = 4 L ( x 7 lat ) = L ( x 7 ) + 1 = 5f=(x+y)8L(f)=4L(x7y)=L(x7)+1=5
— Bruno,

@domotorp, dzięki za miłą odpowiedź. Czy to też wydaje się być górną granicą? Czy mogą być lepsze dolne granice?
— Gorav Jindal,

Nie wiem, ale ponieważ ten przykład był tak prosty, zgaduję, że różnica może być większa, być może nawet wykładnicza.
— domotorp

1
Mam „dowód”, że istnieje liniowa górna granica ... Gdzie się mylę (skoro udowodniłeś kwadratową dolną granicę)? To, co następuje: Z SLP o rozmiarze , obliczyć wielomian całkowitego stopnia . Teraz ma SLP wielkości co najwyżej z potęgowaniem binarnym. Stopnio -variate Jednomian jest następnie SLP o wielkości co najwyżej (bardzo szorstki związany) obliczyć wszystkie , , a następnie ich produktów. Zatem jeśli weźmiemy pod uwagę wielomian , jego całkowity stopień wynosi co najwyżej , a każdy monomial ma SLP o wielkości co najwyżej≤ 2 L x D 2 log D D n 2 n log D + n - 1 x D i i D i ≤ D f 2 L ( f ) 2 n L ( f ) + n - 1L≤2LxD2log⁡DD n2nlog⁡D+n−1xiDiDi≤Df2L(f)2nL(f)+n−1.
— Bruno,

1
@Bruno: Niezły dowód i nie ma w tym nic złego, ale nie jest liniowy, ponieważ mnożymy i . Ale ponieważ wiemy, że może zależeć co najwyżej od zmiennych , możemy założyć , co implikuje wymagane ograniczenie kwadratowe. Zatem . L ( f ) f L ( f ) + 1 n ≤ L ( f ) + 1 L ( m ) = O ( L 2 ( f ) )nL(f)fL(f)+1n≤L(f)+1L(m)=O(L2(f))
— domotorp

8

Uwaga: Jest to rozwinięcie poprzedniego komentarza, ponieważ PO wyraźnie poprosił o słabsze górne granice.

Całkowity stopień wielomianu jest ograniczony przez ponieważ każda operacja może co najwyżej podwoić stopień wielomianu. Zatem dla każdego , .2 L ( f ) m ∈ M deg ( m ) ≤ 2 L ( f )f2L(f)m∈Mdeg⁡(m)≤2L(f)

Teraz, dla pewnej zmiennej i stopnia , SLP konwertuje przez potęgowanie binarne, jeśli rozmiar nie przekracza . Dla monomialnego , można osobno obliczyć każdy a następnie wziąć ich iloczyn. Zatem gdzie jest całkowitym stopniem (który jest oczywiście górną granicą każdego ).xdxd2log⁡(d)m=x1d1⋯xndnxidiL(m)≤2nlog⁡(d)+(n−1)dmdi

Razem uzyskuje się dla : m∈M

L(m)≤2nlog⁡(deg⁡(m))+(n−1)≤2nL(f)+(n−1).

Ponieważ , można dojść do ∀ m ∈ M , L ( m ) ≤ 2 L ( f ) 2 + 3 L ( f ) .n≤L(f)+1

∀m∈M,L(m)≤2L(f)2+3L(f).

Uwagi Związane, jak stwierdzono, jest bardzo szorstkie. W szczególności górna granica podana na to drugi akapit, który nie jest ciasny. Jednak odpowiedź domotorp pokazuje, że nie można liczyć na znacznie lepszą granicę, a ściślej mówiąc, że nie można usunąć kwadratowej zależności od . Aby dokręcić konstrukcję, można zastosować najbardziej znane konstrukcje na łańcuchach dodatków . Zauważ, że dokładne granice wciąż nie są znane dla tego problemu.L ( f )L(m)L(f)

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.