Пошук оптимальної послідовності питань, щоб мінімізувати загальний час студента


13

Припустимо, в університеті є семінар-практикум. У нас є набір k питань Q={q1qk} і набір n учнів S={s1sn} . Кожен учень сумнівається у певній підгрупі питань, тобто для кожного студента sj , нехай QjQ - це набір питань, у яких у студента є сумнів. Припустимо, що 1jn:Qjϕ і 1jnQj=Q .

Усі студенти заходять у сеанс підручника на початку (при t=0 ). Тепер студент залишає заняття, як тільки будуть обговорені всі питання, в яких він має сумніви. Припустимо, що час для обговорення кожного питання дорівнює, скажімо, 1 одиниця . Нехай t j - час, витрачений s j на сеанс підручника. Ми хочемо з’ясувати оптимальну перестановку σ, в якій обговорюються питання ( q σ ( 1 )q σ ( n ) ) така величина T σ =tjsjσ(qσ(1)qσ(n))Tσ=Σ1jntj зведено до мінімуму.

Мені не вдалося розробити поліноміальний алгоритм часу або довести NP твердість.

Ми можемо визначити версію рішення задачі

TUT={k,n,FQ,Cσ:TσC}

де FQ - множина Qj s.

Потім ми можемо дізнатися мінімум , використовуючи бінарний пошук на C і з'ясувати оптимальні сг з допомогою часткових завдань для сг за поліноміальний час , використовуючи оракул для T U T . Крім того, T U TN P, оскільки оптимальний σ може бути використаний як сертифікат, який ми можемо легко перевірити в поліноміальний час.TσCσσTUTTUTNPσ

Моє запитання: Чи N P -комплект чи ми можемо розробити для нього алгоритм багаточлена?TUT NP

Sidenote: До речі, я подумав над цим питанням після фактичної сесії навчальних посібників, в якій ТА обговорював питання у звичайному порядку через що багатьом студентам довелося чекати до кінця.q1qn

Приклад
Нехай і n = 2 . Q 1 = { q 3 } і Q 2 = { q 1 , q 2 , q 3 } . Ми можемо бачити , що оптимальне σ = 3 , 1 , 2 , тому що в цьому випадку їв 1 листя після того, як т 1 = 1 і їв 2 листя після того, як тk=3n=2Q1={q3}Q2={q1,q2,q3}σ=3,1,2s1t1=1s2 , таксума дорівнює 4. Однак, якщо ми обговоримо питання в порядку1 , 2 , 3 , то S 1 і S 2 обидва повинні чекати до кінця і т 1 = т 2 = 3 , так сума - 6.t2=3
1,2,3s1s2t1=t2=3

Ви можете вирішити більш загальний випадок, коли кожне питання q i займає x i одиниці для обговорення!qixi


Просто, щоб було зрозуміло: чи входять всі студенти одночасно, чи вони входять з моменту, коли їм задають перше запитання?
Дискретна ящірка

@Discretelizard Усі студенти входять одночасно на початку (при t = 0).
skankhunt42

У нинішньому визначенні набори питань є унікальними, тобто набір питань належить щонайменше одному студенту. Це може бути розумним спрощенням, але я сумніваюся, що це реально (і я сумніваюся, що це зробить багато для складності проблеми)
дискретна ящірка

Я припускаю, що у двох студентів може бути абсолютно однаковий набір питань, тому час очікування буде помножений на два.
gnasher729

Відповіді:


1

Я підозрюю, що проблема є важкою для NP. Я покажу, як перетворити проблему таким чином, щоб вона була сильно пов'язана з проблемою, яка є важкою для NP. (Так, це все досить розпливчасто. В основному я вважаю, що мій загальний підхід є правильним, але наразі я не можу продовжувати.)TUT

По-перше, зауважте, що задачу можна переформулювати так:TUT

QknFQP(Q)CΣ:S1,,Ski{1,,k}

  1. SiQ|Si|=i
  2. SiSjj>i
  3. i=1k|{qFQqSi}|C

Sii

FQ2Q

|{qFQqSi}|iDouble max k-vertex-cover

G=(V,E)ktVVk{(u,v)EuVvV}t

kTUTiΣ743i=334i=4

TUT

Отже, підсумовуючи, я звів питання до наступного:

  • TUT

|{qFQqSi}|i=1ki1ki врешті-решт стане «глобальним» максимумом для запобігання перевірки експоненціальної кількості підмножин.

Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.