しきい値回路の重みに関する仮定


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ブール入力線形しきい値関数を実装するしきい値ゲートは、式 where。の閾値関数の重みと呼ばれ、閾値と呼ばれ、自然に、ゲート火災入力に上式で与えられる重み付けされた和を超える場合は。nx1,x2…,xnw1x1+w2x2+…,wnxn≥tw1,…,wn,t∈Rwit1xt

さて、しきい値回路に関する文献のほとんどどこでも、私はこの事実に遭遇します(私が推測しているのは、どこにも証明を見つけることができなかったため、民間伝承です):上記の線形方程式のは整数にすることができます(ビット)、およびこれらのゲートで構成されたしきい値回路は、実際の重みで可能なことは何でも計算します。私はこれをいくつか考えました、そしてそれは簡単なトリックであるに違いないと思いますが、私はこの事実の証拠を得ることができませんでした。誰かが私を助けたり、参照を提供したりできますか?(私が見つけた唯一の参照は、私が入手できなかった室賀のテキストでした)winlog⁡n

回答:


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与えられた w1,…,wn,t、させて X 次のような割り当てのセットである ∑iwixi≥t、および変数を含む線形計画を考えます z1,…,zn そしてその 2n 制約

∑izixi≥+1(x1,…,xn)∈X∑izixi≤−1(x1,…,xn)∉X
この線形プログラム(目的関数が一定)は実行可能です( zi=wi/t は解決策です)、したがって解決策があります z1,…,znこれは頂点です。このように、それはのシステムのソリューションですn 形の方程式
∑izixi=±1.
クラマーの法則は zi 2の比率として n×n の行列の行列式 0,±1エントリ; 実際、分母は同じです。各分子Ni そして一般的な分母 D せいぜい n! マグニチュードで、すべてを掛ける D、私たちは積分解を得ます N1,…,Nn,D、すべての量が最大で n!≤nn=2nlog⁡n 大きさで。

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この線形プログラムを使用すると、頂点の解が元のプログラムと同じ機能を提供しない危険性があるように見えます。つまり、2つの方程式のセットの右辺が同じであるため、線形形式の危険性があります。頂点の解によって与えられた値は、両方の入力で同じです X からではなく X。これを修正するには、右側が異なる必要があります。私が知っている通常の証明は使用しますn+1 変数(つまり、変数 t)と右側を使用します −1 そして 1。
— Kristoffer Arnsfelt Hansen 2012

@Kristofferそうですね、タイプミスでした。私が意味した≥+1 そして ≤−1、あなたが書くように。
— Yuval Filmus

@YuvalFilmus解決する方程式の数を数える方法にタイプミスはありますか?あなたが持っているようです2n解く連立一次方程式。(それぞれに1つx)したがって、すべてのソリューションはせいぜい (2n)! クラマーの法則行列が 2n次元。何か不足していますか?
— gradstudent 2017年

ああ!待つ!どれでも選べるということですかn の xs任意であり、このサブシステムを解くことは頂点を与えるのに十分であり、それであなたは終わったのですか?
— gradstudent 2017年

頂点はのソリューションです n線形独立方程式。
— Yuval Filmus、2017年
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