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答えはノーだと思うが、実際に反例を構築することはできなかった。違いは、では、アルゴリズムを均一に選択できない可能性があることです。で。ε>0DTIME(O(n2+ε))O(n2+ε)ε

dovetailing引数によって(例えば、この参照質問を)、チューリングマシンのCEのセットがある場合言語判定よう、次いであるがで\ mathrm {DTIME}(N ^ {2 + O(1)}) L ε > 0 M IO N 2 + εL D T I M EN 2 + O 1 MiLε>0MiO(n2+ε)LDTIME(n2+o(1))

チューリングマシンが与えられた場合、マシンが時間内に実行されるかどうかは、はΠ^ 0_3 -completeです。言語(それを認識するマシンにコードを与えた)が\ mathrm {DTIME}(n ^ {2 + o(1)})にあるかどうかは、Σ^ 0_4(およびΠ^ 0_3 -hard)です。言語が∩_{ε> 0}にあるかどうか\ mathrm {DTIME}(O(n ^ {2 +ε}))Π^ 0_3 -completeです。\ mathrm {DTIME}(n ^ {2 + o(1)})のΣ^ 0_4完全性(または単にΣ^ 0_3 -hardness)を証明できれば、問題は解決しますが、どうすればいいかわかりませんそれ。Π 0 3 D T I M EN 2 + O 1 Σ 0 4 Π 0 3ε > 0 D T I M EO N 2 + εΠ 0 3 Σ 0 4 Σ 0 3 D T I Mn2+o(1)Π30DTIME(n2+o(1))Σ40Π30ε>0DTIME(O(n2+ε))Π30Σ40Σ30DTIME(n2+o(1))

*が自然な決定アルゴリズム()を持つような言語シーケンスを見つけた場合も、問題は解決されます。 *各は有限です。 *だけでなくサイズである決定不能が、アルゴリズムは排除できないより速くよりもはるかに(最悪の場合の)、有限個を除いに依存します(アルゴリズム)。Li
LiO(n2+1/i)i
Li
LiwLiO(n2+1/i)wi

また、注目すべき/興味深い例があるかどうかにも興味があります(または類似の関係)。ε>0DTIME(O(n2+ε))DTIME(n2+o(1))


チューリングマシンのような決定可能性の質問について考えたことはありませんが、言語を認識しますか。とてもきちんとした!指数で2を選択した特別な理由はありましたか?指数内の2より大きい他の数を考慮した場合、これはほぼ同じになると思いますか?DTIME(n2+o(1))
マイケル・ウェハ

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@MichaelWehar具体的な例が必要なだけで、「1」は特別な場合があるため、「2」を選択しました。上記の完全性と以下の回答は非常に一般的なものです。
ドミトロTaranovsky

回答:


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ここで反例はすなわち、と言語であるアルゴリズム毎ための(機械チューリングmultitape使用)ε > 0はなく、均一でε: 承諾0 K 1 メートル IFF K > 0K番目チューリングマシンは、空の入力でm 2 + 1 / kステップ未満で停止します。他の文字列は拒否されます。O(n2+ε)ε>0ε
0k1mk>0km2+1/k

すべてのについて、十分に小さい非停止マシンをすべてハードコーディングし、残りをシミュレートすることにより、O n 2 + εアルゴリズムを取得します。εO(n2+ε)

次に、言語を決定するチューリングマシンを考えます。M

LET (空の入力に)次の効率的な実装である。 ためにN 1,2,4,8に...:      使用Mはかどうかを決定するM 'で停止< N 2 + 1 / M '手順。      IFF停止Mは、我々は停止しませんが、我々はまだで停止できることを述べている< N 2 + 1 / M "の手順。M
n
MM<n2+1/M
M<n2+1/M

正確さによってM '停止しないが、MがかかりΩN 2 + 1 / Mを'の入力に-steps 0 M ' 1 、N - M '無限に多くのために、N。場合(Mが早すぎる、そしてMは、矛盾するでしょうMをΩnは2 + 1 / Mは"バインドに依存M "MMMΩ(n2+1/M)0M1nMnMMMΩ(n2+1/M)Mを線形時間でシミュレートし、そうでなければ効率的です。)M


最後の文章がわかりません。実行時間の下限はどこで得られますか?M
エミールイェジャベクはモニカをサポートします

@EmilJeřábek答えを明確にしました。さらに改善できるかどうか教えてください。
ドミトロTaranovsky

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おそらく、「しかし、私たちはまだ停止することができます...」が何を意味するのか理解できません。正確には、M 'は何をしますか?
エミルイェジャベクはモニカをサポートします

@EmilJeřábekM 'は入力を使用せず、Mを繰り返し呼び出してM'の有界停止問題を決定します。たとえば、900ステップ実行した後、M 'が(Mによると)M'が最初の1000ステップで停止しないことを検出した場合、M 'は停止します。そうでない場合、M 'は実行を続け、Mを呼び出して、M'が最初の4000ステップで停止するかどうかを決定します。
ドミトロTaranovsky
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