タグ付けされた質問 「np-hardness」

NP硬度とNP完全性に関する質問。

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DOES
整数解のみの特定の最小化問題について、最適解が5または6であるかどうかを判断するのは困難であると想定します。つまり、近似比が6/5を超える多項式時間アルゴリズムはP = Nを意味します。P。NPNPNPP= NPP=NPP=NP 1)これは問題が -hardでもあることを意味しますか?A PバツあPバツAPX 2)この近似不可能性の事実を述べる一般的な方法はありません。「は、厳密に6/5よりも良い近似比で近似するのは難しい」ということを言うのですか?NPNPNP ありがとうございました!

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NP硬さの証明:いくつかの制限されたnpハード問題を探す
問題のNP困難さを示すには、既知のNP困難問題を選択し、既知の問題から手元にある問題への多項式簡約を見つける必要があります。理論的には、任意のNPハード問題を削減に使用できますが、実際には、いくつかの問題は他の問題より簡単に削減できます。 たとえば、3分割は通常、SATよりも削減を構築するためのより良い選択です。前者は後者より制限が多いためです。3パーティションは通常、ビンパッキングよりも簡単な選択です... このような削減の「良い」問題を見つける1つの方法は、既存の削減について統計分析を行うことです。たとえば、from -> to「コンピュータと難易度:NP完全性理論 (またはその他のリソース)のガイド」のすべての削減のペアを形成し、fromセット内の問題のヒストグラムを描くことができます。次に、削減によく使用される問題を見つけることができます。 そのような統計分析はまったく理にかなっているのでしょうか。そのような研究はすでに行われているか?そうでない場合、削減のために最も一般的に使用される問題についてあなたは何を推測していますか。 私がこの質問をしているのは、NP硬度のいくつかの証明をすでに行っているが、それらのほとんどすべてが同じ問題からの削減に依存しているためです(3パーティション)。私の証明で使用する他のオプションを探しています。

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平面グラフの最大重み接続サブグラフ問題
最大重み接続サブグラフ問題は次のとおりです。 入力:AグラフG=(V,E)G=(V,E)G=(V,E)と重量wiw私w_i(おそらく負)の各頂点のI ∈Vi∈Vi \in V。 出力:G [ S ]が接続されるような頂点の最大重みサブセットSSSG[S]G[S]G[S] この問題はNP困難です。デビッドS.ジョンソンはページで言及しています。149 この列問題は、すべての重みのいずれかで最大次数3の平面グラフに硬いままであることを+ 1+1+1、または− 1−1-1。 引用された論文が見つからない -A. Vergis、原稿(1983) どこに紙を見つけるかについてのアイデアはありますか?または削減は何でしたか?

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最小三角形カバー
グラフ与えられた場合、グラフの三角形を自由にするために削除する必要があるGのエッジの最小数はいくつですか?私の訓練されていない目には、これは難しい問題のようです。GGGGGG この問題はNP完全であることがわかっていますか?有向グラフ(つまり、平行エッジのない有向グラフ)と有向3サイクルの類似物はどうですか?参考文献をいただければ幸いです! 編集:デビッドは、以下の無向のケースで私の質問に非常に役に立ちました。指示された/指向のバージョンに関する情報は大歓迎です。

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複雑性
定義できが与えられる:SAT問題F 3、充足3-CNF式、及びF 2、2-CNF式を(F 3及びF 2は、同じ変数に定義されています)。あるF 3 ∧ F 2が満足できますか?(3 、2 )s(3,2)s(3,2)_sF3F3F_3F2F2F_2F3F3F_3F2F2F_2F3∧F2F3∧F2F_3 \wedge F_2 この問題の複雑さは何ですか?(以前に研究されたことがありますか?)

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この最大エッジサブグラフ問題の複雑さは何ですか?
@NealYoungと私がここで尋ねた質問について議論しているときに、以下の問題の複雑さを判断するという別の問題が発生しました。 接続された無向グラフを前提として、すべての頂点の次数が最大で2になるようなエッジの最大サイズのサブセットを見つけます。 相対的な問題の複雑さについての論文を見つけました。それらのほとんどは、元の制約にさらに制約を加えました。FOS03は「奇数サイクルなし」を追加し、それがNPハードであることを証明しました。CTW07は、「3サイクルなしで」追加されたバリアントが、別の論文を参照するPであることを示唆していました(私は見つけられませんでした)。しかし、私は元の問題の複雑さを判断できませんでした。それをどうやって判断するのですか?ありがとう。

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P対NP:ブルートフォース検索を回避できる場合の有益な例
P対NPの問題を非数学者に説明できるようにするために、ブルートフォース検索を回避できる場合の教育的例を挙げたいと思います。問題はすぐに理解できるのが理想的であり、トリックは簡単すぎたり、難しすぎたりしてはなりません。 これまでに思いついた中で最高のものは SUBSET_PRODUCT_IS_ZERO 問題は簡単に理解できます(整数のセットが与えられ、製品0のサブセットを形成できるか?)。サブセット)。 助言がありますか?

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最適化問題のNP硬度
アルゴリズムゲーム理論の問題を研究しているときに、次の最適化問題の複雑さに興味を持ちました。 問題 与えられた: グラウンドセットによって与えられ、U=[n]={1,…,n}U=[n]={1,…,n}U = [n] = \{1,\ldots,n\}nnn mmmランキングは、合計注文として与えられます where()、⟨Si,σi⟩⟨Si,σi⟩\langle S_i, \sigma_i \rangleSi⊆USi⊆US_i \subseteq U1≤i≤m1≤i≤m1 \leq i \leq m によって与えられる重みベクトル。UUUw∈Rnw∈Rnw \in \mathbb{R}^n 目標:次の合計を最大化するサブセット見つけます: whereは、よると 、で最高ランクのアイテム。L⊆UL⊆UL \subseteq Ur(L)=∑i∈[m], Si∩L≠∅w(ti(L))r(L)=∑i∈[m], Si∩L≠∅w(ti(L))r(L) = \sum_{i \in [m],\ S_i \cap L \neq \emptyset} w(t_i(L))ti(L)ti(L)t_i(L)L∩SiL∩SiL\cap S_iσiσi\sigma_i 問題は -hardだと思います。実際、すべてのがサイズあっても、問題は難しいようです。しかし、私はこれを証明することができませんでした。NPNP\mathsf{NP}SiSiS_i222 私が知っていること 次の制限により問題が簡単になることが簡単にわかります。 すべての重みは均一です。すべての要素を選択することが明らかに最適です。 すべてのランキングは全体の完全なランキングです。最大の重みを持つ要素を取得することにより、最良のソリューションが得られます。UUU 重みはバイナリ()だけなので、重み付け要素をすべて選択するのが最適です。w∈{0,1}nw∈{0,1}nw \in \{0,1\}^n111 しかし、一般的なケース(LPを使用するなど)の多項式時間アルゴリズムを見つけることができませんでした。一方、問題が …

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パズルゲームネットの複雑さ
ネット(FreeNetまたはNetWalkとも呼ばれます)は、グリッドでプレイされるパズルゲームで、次のオブジェクトが含まれます。n × nん×んn \times n 台のコンピュータがあります。各コンピュータは1つのセルを占有し、1本のリンクケーブルがあります。メートルメートルm 各コンピューターは、1つのセルを占有し、1つ、2つ、または3つのリンクケーブルを持つ中央ユニットに接続する必要があります。 グリッドの残りの部分はワイヤーで埋められます(空のセルはありません)。ワイヤ細胞は直線、角、又はT-接続:三種類のものとすることができます。 ゲームの目的は、ループを作成せずに(つまり、最終構成はツリーでなければなりません)、行き止まりのあるワイヤーなしで(最終構成のリーフはコンピューターです)、すべてのコンピューターを中央ユニットに接続するために各セルを回転させることです。 。 *このゲームの複雑さは調査されましたか? *または、既知の同様のNP完全問題からの迅速な削減が見られますか? 「タイルの回転問題の複雑さ」のエリックゴールズとイヴァンラパポートは、同様の問題がNP完全であることを証明していますが、5タイルを使用しています(ネットゲームでは4タイルを使用していると想定できます。これは、中央ユニットをT-ゲーム構造を変更せずにコネクタ)、およびそれらの証明ループで禁止されていません。

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セットカバーの特殊化のNP硬度
次の問題はNP困難ですか? 実数(ターゲット)と、トライデントの中心から2つの距離、定義される「トライデント」が与えられた場合、位置の最小数はすべてのターゲットをカバーするトライデント、つまり NNNx1,…,xNx1,…,xNx_1,\dotsc,x_NaaabbbKKKp1,…,pKp1,…,pKp_1,\dotsc,p_K⋃k=1K{pk−a,pk,pk+b}⊇{x1,…,xN}.⋃k=1K{pk−a,pk,pk+b}⊇{x1,…,xN}. \bigcup_{k=1}^K \{p_k-a,p_k,p_k+b\} \supseteq \{x_1,\dotsc,x_N\}. 明らかに、これはセットカバー問題の特殊なケースです。すべてのセットをし、はすべての「関連する」潜在的な位置を表し、ユニバースをカバーするセットの最小数を探します。同様に、問題を位置ノードとターゲットノードの2部グラフとして表し、ヒッティングセット問題を検討できます。{pk−a,pk,pk+b}{pk−a,pk,pk+b}\{p_k-a,p_k,p_k+b\}pk∈{xn+t∣n∈{1,…,N},t∈{a,0,−b}}pk∈{xn+t∣n∈{1,…,N},t∈{a,0,−b}}p_k\in\{x_n+t\mid n\in\{1,\dotsc,N\}, t\in\{a,0,-b\}\}{x1,…,xN}{x1,…,xN}\{x_1,\dotsc,x_N\} トライデントが「ジャグ」の1つを失った場合、問題はNP困難ではないことに注意してください。各ターゲットは2つの位置からカバーでき、各位置は最大2つのターゲットをカバーできるため、潜在的な位置とターゲットの対応する2部グラフはパスの結合。各パスでは、最小ヒットセット(つまり、内部位置ノード)を簡単に決定できます。 しかし、トライデントのケースはNP難しいですか?

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興味深いSUBSET-SUM問題
IはSUBSETSUM問題の以下の変異体を知っている:(。。らでElberfeld 2010)、NP完全S U B S E T S U Mを、およびNEXP-complete S U C C I N C T - S U B S E T S U M(リンク)。UNARY-SUBSETSUM∈LUNARY-SUBSETSUM∈L \mathtt{UNARY\mbox{-}SUBSETSUM} \in \mathsf{L} SUBSETSUMSUBSETSUM \mathtt{SUBSETSUM} SUCCINCT-SUBSETSUMSUCCINCT-SUBSETSUM \mathtt{SUCCINCT\mbox{-}SUBSETSUM} 最近、私はまたに走っ -complete G E N E R A L I Z E D - S …


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リソースが制約された最短パス(RCSP)のNPハードなグラフのクラスはどれですか。
私が取り組んでいる問題を、既知のNPハード問題にリンクしようとしています。リソースに制約のある最短経路問題として問題をモデル化できると思います。ただし、グラフの構造は完全に恣意的ではありません。したがって、RCSPが困難になる時期を知ることは有用です。DAG、平面DAG、または次数に制限のあるDAGは難しいですか?どんな助けでも大歓迎です!

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「線形方程式の最小重みの解」の特定のケースは、まだNP完全ですか?
私たちの研究グループでは、逆照明問題へのヒューリスティック手法の適用に取り組んでいます(つまり、シーン内の照明条件に関する一連の制約が与えられた場合、光源を配置する必要がある場所とその強度を見つけます制約を満たし、コストを最小化するために)。私たちは、問題がNP困難であることを証明することにより、ヒューリスティック手法の使用を正当化したいと考えています。これは、「線形方程式の最小重み解」(MWSLE)と完全に関連していることを発見しました。 「コンピュータと扱いにくさ」、特に光源エミッタンスが負になり得ない場合、線形方程式系の解は負でない値によってのみ形成されなければならないという特殊性があります。要約すると、問題は次のとおりです。 線形方程式に対する最小重量の正解。 インスタンス:ペアの有限セット、ここで は非負整数のmタプルであり、は非負整数であり、正の整数。XXX→ X B K ≤ M(x⃗ ,b)(x→,b)(\vec{x},b)x⃗ x→\vec{x}bbbK≤mK≤mK \leq m 質問:が最大で非ゼロエントリを持ち、ような非負の有理エントリのmタプルありますか?すべての?→ Y K → X ⋅ → Y =B( → X、B)∈Xy⃗ y→\vec{y}y⃗ y→\vec{y}KKKx⃗ ⋅y⃗ =bx→⋅y→=b\vec{x} \cdot \vec{y}=b(x⃗ 、B )∈ X(バツ→、b)∈バツ(\vec{x},b)\in X ガーベイとジョンソンは、MWSLEのNP完全性は「3セットによる正確なカバーリング」問題から証明できると述べていますが、詳細については触れていません。3セットによる正確なカバーは、ハイパーグラフG =(V、E)への完全なマッチング問題の自然な一般化であり、すべてのエッジe∈Eは(2ではなく)3つの頂点を含み、| V |です。は3で割り切れる。問題は、各頂点が選択されたハイパーエッジの1つにのみ入射するように、ハイパーエッジのサブセットを見つけることである。 制限された問題がまだNP完全であることを証明しようとしていますが、その方法がわかりません。手がかりはありますか? 前もって感謝します エステベ

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2つの非周期サブトーナメントが与えられた最大非周期サブトーナメントを見つける
トーナメント所与と二非環式のサブトーナメントである。TTTS1S1S_1S2S2S_2TTT 次の問題はNP-Complete ですか?サブセットである最大非周期サブトーナメント見つけますか?SSSS1∪ S2S1∪S2S_1 \cup S_2 与えられた問題は多項式時間で解決できますか?そうでない場合は、NP完全性を明記してください。 維持してなどからの頂点のみ除去S 2、S 'に属する最大の非環式トーナメントS 1 ∪ S 2は、多項式時間で得ることができます。このようにして得られた解S 'は、最大の非周期サブトーナメントSと同じではない場合があります。S1S1S_1S2S2S_2S』S』S'S1∪ S2S1∪S2S_1 \cup S_2S』S』S'SSS 多項式時間アルゴリズムは、論文のトーナメントで設定されたフィードバック頂点の反復圧縮アルゴリズムの圧縮ステップに基づいています トーナメントでのフィードバックセットの問題に対する固定パラメーターの扱いやすさの結果、Michael Dom、Jiong Guo、FalkHüffner、Rolf Niedermeier、Anke Truss、Journal of Discrete Algorithms 8(2010)76–86。 サブトーナメント最大の非環式見つけた場合は NP完全であるが、私は見つける以外に選択肢がないSを「私が見つけるかどうかを知りたいので、Sは NP完全ではありませんか。SSSS』S』S'SSS

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