Пряма лінія складності одночленів


11

Нехай - якесь поле. Як правило, для f ∈ k [ x 1 , x 2 , ... , x n ] визначаємо L ( f ) як прямолінійну складність f над k . Нехай F - сукупність одночленів f , а саме одночлени, які з'являються у f з ненульовим коефіцієнтом.kf∈k[x1,x2,…,xn]L(f)fkFff

Чи правда, що ?∀m∈F:L(m)≤L(f)

Відома навіть якась слабша верхня межа для ?L(m)

Відповіді:


13

f=(Σi=1nxi)2n
(2n+n−1n−1)≈2n2L(f)=O(n)2O(nlog⁡n)O(n)fmL(m)=Ω~(L2(f))

2
Як невеликий конструктивний приклад, заснований на відповіді домоторпа, можна взяти з тоді як . f=(x+y)8L(f)=4L(x7y)=L(x7)+1=5
— Бруно

@domotorp, Дякую за гарну відповідь. Це, здається, також є верхньою межею? Або можуть бути кращі нижчі межі?
— Горав Джиндал

Я не знаю, але оскільки цей приклад був настільки простим, я б здогадався, що розрив може бути більшим, можливо, навіть експоненціальним.
— domotorp

1
У мене є "доказ", що є лінійна верхня межа ... Де я помиляюся (оскільки ви довели квадратну нижню межу)? Вона полягає в наступному: З SLP розміру , то обчислити багаточлен загального ступеня . Тепер має SLP розміром не більше з двійковою експоненцією. Значення одночленного ступеня має тоді SLP розміром не більше (дуже груба межа): обчислити всі , , а потім їх добуток. Таким чином, якщо ми розглянемо поліном , його загальний ступінь становить не більше , і кожен одночлен має розмір SLP розміром не більшеL≤2LxD2log⁡DD n2nlog⁡D+n−1xiDiDi≤Df2L(f)2nL(f)+n−1.
— Бруно

1
@Bruno: Хороший доказ, і в цьому немає нічого поганого, але це не лінійно, оскільки ви множите і . Але оскільки ми знаємо, що може залежати щонайбільше від змінних , ми можемо припустити , що передбачає необхідну квадратичну межу. Таким чином . nL(f)fL(f)+1n≤L(f)+1L(m)=O(L2(f))
— domotorp

8

Примітка. Це розширення попереднього коментаря, оскільки ОП відверто вимагає слабших верхніх меж.

Загальний ступінь многочлена обмежений оскільки кожна операція може максимум подвоїти ступінь многочлена. Таким чином, для кожного , .f2L(f)m∈Mdeg⁡(m)≤2L(f)

Тепер для деякої змінної і градуса існує SLP, що обчислює шляхом двійкової експоненції, якщо розмір не більше . Для одночлена можна окремо обчислити кожен а потім взяти їх добуток. Таким чином, де - загальний ступінь (що, звичайно, є верхньою межею для кожного ).xdxd2log⁡(d)m=x1d1⋯xndnxidiL(m)≤2nlog⁡(d)+(n−1)dmdi

Разом отримуємо для : m∈M

L(m)≤2nlog⁡(deg⁡(m))+(n−1)≤2nL(f)+(n−1).

Оскільки , можна зробити висновок n≤L(f)+1

∀m∈M,L(m)≤2L(f)2+3L(f).

Зауваження. Зв'язане, як зазначено, дуже грубе. Зокрема, верхня межа наведена у другому абзаці, не є тісною. Однак відповідь домоторпа показує, що не можна сподіватися на набагато кращу межу, а точніше, що квадратичну залежність від неможливо усунути. Щоб затягнути конструкцію, можна було використовувати найвідоміші конструкції на ланцюгах приєднання . Зауважте, що точні межі досі не відомі для цієї проблеми.L(m)L(f)

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.