モノトーンの複雑さ(+、2)SAT問題?


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この投稿を続けるには、モノトーンを定義しましょう(+,2)-SATの問題:

単調CNF式を与え、各変数が一度だけ(正リテラルとして)表示される場所、および単調2-CNF式と同じ変数に定義された、すべての変数がネゲートされます。ある満足できますか?F+F2F+F+F2

この問題はNP完全ですか?

回答:


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これはNP完全です。実際、が3-CNF形式(CNFだけではない)に制限されている場合でも、NPは完全なままです。F+

証明は、この問題が少なくともグラフの3色彩度のテストと同じくらい難しいことを示しています。綺麗で上品な対応です。ましょう無向グラフです。変数の導入して、およびについて、グラフの3色を表します。ここでは、頂点に色を指定したことを意味しますG=(V,E)xv,cvVc{1,2,3}xv,cvc

各頂点が少なくとも1つの色を受け取る必要があることを表すために、句を導入します xv,1xv,2xv,3 各頂点 v。これは私たちに与えますF+、すなわち、

F+vV(xv,1xv,2xv,3).

単一のエッジの2つの端点が同じ色を受け取らないことを表すために、句を導入します ¬xu,c¬xv,c 各エッジ (u,v)E。そして、どの頂点も複数の色を受け取ることができないことを表すために、節を導入します¬xv,c¬xv,c それぞれに c,c{1,2,3} そのような cc. しましょう F2 対応する式を示します。

F2(u,v)E(¬xu,c¬xv,c)vV,cc(¬xv,c¬xv,c).

次に、それを見るのは簡単です F+F2 次の場合にのみ満たされます G3色あります。実際、それぞれの満足する割り当てF+F2 の3色に直接対応 G、 およびその逆。したがって、このクラスの数式の充足可能性をテストすることは、無向グラフの3色性をテストすることと少なくとも同じくらい難しいため、NP困難になります。


3色対応は確かにクリアです。したがって、モノトーン(3+,2)SAT問題は明らかにNP完全です。それにもかかわらず、CNFモノトーンの式が3-CNFモノトーンの式と同等であるかどうかは(私にとって)まだはっきりしていません。
Xavier Labouze 2013年

素敵な削減!
Vor

@XavierLabouze、すみません、あなたは私を失いました。すべてのCNFモノトーンの式が3-CNFモノトーンの式と同等であるとは私は主張しませんでした。これは私の削減のどの段階でも必要ありません。私は、どの3-CNF数式もCNF数式でもある(これは取るに足らないことです)という事実を使用しています。そのため、元の投稿の問題もNP完全であることがわかります。
DW

@DWそうです。からの削減を意味しました(+,2) 土〜 (3+,2) SATは、SATから3-SATまでのものほど明確ではありません。
Xavier Labouze 2013年

私は可能な限り最小の明示的な例を探していました (3+,2)満足できず、手作業で検証できるSAT。あなたが私を助けてくれるなら、私は本当に感謝しています。
TheoryQuest1
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