多くの可分性条件を持つサブセット和問題


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してみましょう自然数の集合とします。を分割可能半順序、つまり下で検討します。させてS S 1 ≤ sの2SSs1≤s2⟺s1∣s2

α(S)=最大{|V|∣V⊆S、Vはアンチチェーン}です。

数値のマルチセットがSにあるサブセット和問題を考えると、\ alpha(S)に関連する問題の複雑さについて何が言えα(S)ますか?α(S)=1であるかどうかを確認するのは簡単で、問題は簡単です。α(S)=1†場合、より難しいナップザック問題でも簡単です。


\ dagger M. HartmannおよびT. Olmsteadによる† 逐次ナップザック問題の解決(1993)


1
「関係」の代わりに、「部分順序」という用語を使用することをお勧めします。また、最小限の考えで、フロベニウスコインの問題が関連する可能性があります(もちろん、確かではありません)
— -Aryabhata

回答:


2

この問題は、線形計画法を使用して多項式時間で解くことができ、これは実際には任意の半順序に当てはまります。ところで、私たちは、任意の有限半順序集合のためにすることを誘導によって証明することができます 、有限集合が存在すると全単射、そのようにすべての(S、≤)(S、≤)S′⊆Nf:S→S′s1、s2∈S、s1≤s2⇔f(s1)|f(s2)。

してみましょう中鎖によって形成される集合であるS。ことを思い出さCがある鎖のすべてのためのIFF V 、V 'にC、V ≤ V 'またはV ' ≤ VCSCv、v′Cv≤v′v′≤v

今ブール変数作成それぞれに対して、V ∈ S、およびブール変数YのC各チェーン用C。我々は、次の線形計画書き込むことができます(Pを)我々の問題のために: 最大ΣのV ∈ S X のVの対象とΣのV ∈ Cは xはV ≤ 1 、∀ C ∈ Cをバツvv∈SyCC(P)

マックス∑v∈Sバツvの対象∑v∈Cバツv≤1、∀C∈Cバツv∈{0、1}、v∈S

およびそのデュアル :(D)

分∑C∈CyCの対象∑C:v∈CyC≥1、∀v∈SyC∈{0、1}、C∈C

次に、チェーンによって順序付けられたセットの最小カバーを見つける問題は、問題の二重です。ディルワースの定理は、

アンチチェーンAと、チェーンのファミリーPへの順序のパーティションが存在し、パーティション内のチェーンの数はAのカーディナリティーに等しくなります。

これは、これら二つの問題の最適解が一致することを意味する:Opt(P)=Opt(D)

ましょう(RESP。 (D *))の緩和すること(P )(RESP。 (D ))、すなわち同じ線形プログラムここですべての制約のx V ∈ { 0 、1 }(RESP。Y C ∈ { 0 、1 })で置き換えられているXのV ∈ [ 0 、1 ](RESP。Y(P∗) (D∗)(P) (D)バツv∈{0、1} yC∈{0、1}バツv∈[0、1] )。してみましょう O P T (P *)と O P T (D *)自分に最適なソリューションであること。以来、 { 0 、1 } ⊆ [ 0 、1 ]:我々は O 、P T (P )≤ O P T (P *) と、  O 、P 、T (D *yC∈[0、1]Opt(P∗)Opt(D∗){0、1}⊆[0、1] 及び弱双対定理確立する O のP T (P *)≤ O 、P 、T (D *)我々は次に、一緒にすべてを入れて: O 、P T (P )= O 、P T (P *)= O p t (D ∗)= O p t (D )

Opt(P)≤Opt(P∗) そして Opt(D∗)≤Opt(D)
Opt(P∗)≤Opt(D∗)
Opt(P)=Opt(P∗)=Opt(D∗)=Opt(D)

Opt(P∗)=Opt(P)バツs1、s2∈バツs1≤s2s2≤s1バツ{v1、v2}


バツバツバツ

指数の数の制約が問題にならない理由と、二重性の関連性を説明してくれてありがとう。非常に素晴らしい!
— DW
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