Euklidesowy TSP w NP i złożoność pierwiastka kwadratowego


12

W notatkach z wykładu Oli Svensson: http://theory.epfl.ch/osven/courses/Approx13/Notes/lecture4-5.pdf mówi się, że nie wiemy, czy Euclidean TSP jest w NP:

Powodem jest to, że nie wiemy, jak skutecznie obliczać pierwiastki kwadratowe.

Z drugiej strony jest ten artykuł Papadimitriou: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0304397577900123, który mówi, że jest NP-kompletny, co oznacza również, że jest w NP. Chociaż nie udowodnił tego w gazecie, myślę, że uważa członkostwo w NP za trywialne, jak to zwykle bywa z takimi problemami.

Jestem tym zmieszany. Szczerze mówiąc, stwierdzenie, że nie wiemy, czy Euclidian TSP jest w NP, zszokowało mnie, ponieważ po prostu założyłem, że jest to trywialne - biorąc trasę TSP za certyfikat, możemy łatwo sprawdzić, czy jest to ważna trasa. Problem polega jednak na tym, że mogą istnieć pierwiastki kwadratowe. Notatki z wykładu zasadniczo twierdzą, że nie możemy w czasie wielomianowym rozwiązać następującego problemu:

Biorąc pod uwagę liczbę wymierną , zdecyduj, czy √q1,…,qn,A∈Q.q1+⋯+qn≤A

Pytanie 1: Co wiemy o tym problemie?

To powoduje następujące uproszczenie, którego nie udało mi się znaleźć:

Pytanie 2: Czy można to sprowadzić do specjalnego przypadku, gdy ? Czy ten szczególny przypadek wielomianowy można rozwiązać?n=1

Myśląc o tym przez chwilę, doszedłem do tego. Chcemy wielomianowej złożoności czasu w odniesieniu do liczby bitów danych wejściowych, tj. Nie wielkości samych liczb. Możemy łatwo obliczyć sumę do wielomianowej liczby cyfr dziesiętnych. Aby uzyskać zły przypadek, potrzebujemy wystąpienia dla k = 1 , 2 , … takiego, że dla każdego wielomianu p istnieje liczba całkowita k taka, że √q1,k,…,qn,k,Ak∈Qk=1,2,…pk orazAkzgadzają się co do pierwszychcyfrp(wielkości wejściowej)rozszerzenia dziesiętnego.q1,k+⋯+qn,kAkp(input-size)

Pytanie 3: Czy istnieje taki przykład liczby wymiernej?

Ale jaki jest ? Zależy to od sposobu przedstawienia liczb wymiernych! Teraz jestem ciekawy:input-size

Pytanie 4: Czy jest algorytm ważne, jeśli liczba wymierna podano jako stosunek dwóch całkowitej (na przykład ), albo w rozwoju dziesiętnych (takie jak 2.5334 ¯ 567 )? Innymi słowy, czy istnieje rodzina liczb wymiernych, tak że wielkość rozwinięcia dziesiętnego nie jest wielomianowo ograniczona wielkością reprezentacji stosunku lub odwrotnie?24/132.5334567¯


2bq1100…00⏟b length 

Odpowiedzi:


19

nn

n=1q≤A2

a1,…,ak,b1,…,bk1n|∑i=1kai−∑i=1kbi|=O(n−2k+3/2)Ω(2klog⁡n)k

Pytanie 4 Myślę, że reprezentacja dziesiętna może być dość nieefektywna. Długość okresu to multiplikatywny rząd 10 modułów mianownika, który może być wykładniczy w liczbie bitów mianownika.


NP

@Lamin Oczywiście, co ma wspólnego z drugim?
— Sasho Nikolov

3

Napisałeś:

Z drugiej strony jest ten artykuł Papadimitriou: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0304397577900123, który mówi, że jest NP-kompletny, co oznacza również, że jest w NP. Chociaż nie udowodnił tego w gazecie, myślę, że uważa członkostwo w NP za trywialne, jak to zwykle bywa z takimi problemami.

Dlaczego po prostu nie przeczytasz gazety, zamiast wysyłać takie bzdury? Na stronie 239 Papadimitriou dokładnie omawia te kwestie i określa swój podstawowy wariant metryki euklidesowej dla swojego dowodu.


6
Myślę, że lepiej jest to jako komentarz niż odpowiedź, chyba że podasz kilka szczegółów na temat tego, jak Papadimitriou unika problemu sumy pierwiastków kwadratowych.
— Sasho Nikolov
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.