Чи DSPACE (n) = DSPACE (1,5n)?


11

З теореми про ієрархію простору відомо, що, якщо f простороконструюється, тоді DSPACE ( 2f(n) ) не дорівнює DSPACE ( f(n)) .

Тут під DSPACE ( f(n)) я маю на увазі клас усіх проблем, які можна вирішити у просторі f(n) машиною Тюрінга з певним фіксованим алфавітом. Це дозволяє розглядати теорему простір-ієрархії з такою точністю.

Стандартний аргумент дає мультиплікативну константу 2 : нам потрібен простір f(n) для побудови розрахунку деякої машини Тьюрінга за універсальним. Також нам потрібно f(n) для вирішення проблеми із зупинкою.

Питання: Чи DSPACE ( f(n) ) дорівнює DSPACE ( 32f(n))?


2
Будь-яка причина вас цікавить 32 ? Буде1+Ω(1)однаково цікавою?
Томас

1
Чому ви вважаєте, що теорема про просторову ієрархію дає ? Я припускаю, що ви стверджуєте, що нам потрібен f ( n ) простір для моделювання та log | Σ | | Σ | f ( n ) простір для підрахунку кількості кроків, щоб уникнути нескінченних циклів. Але в обох випадках нам потрібно спочатку позначити f ( n ) '-ве місце на стрічці (це можна зробити з f2f(n)f(n)log|Σ||Σ|f(n)f(n)fконструкція простору) і як би ви зробили маркування? Ваш аргумент в порядку, якщо ви припускаєте, що машинам заборонено писати *, але в іншому випадку потрібні додаткові ускладнення.
domotorp

@Thomas Насправді я хочу 1+o(1)
Олексій Милованов

Відповіді:


9

Можна довести, що DSPACE (f(32n)) DSPACE(f(n))якщоfзростає принаймні лінійно, використовуючи простий варіант стандартного аргументу прокладки. Для мовиL, нехайL={x0|x|/2xL}.

Претензія. L DSPACE (f(n)) тоді і тільки тоді, коли L DSPACE (f(23n))якщоf(n)32n.

(У моїй першій відповіді було кілька невірних тверджень, завдяки Емілю за це помітили.)

Спочатку я покажу, як використовувати претензію для доказу ієрархії. Оскільки f зростає принаймні лінійно, ми маємо DSPACE (2f(n)) DSPACE (f(2n)) . Візьміть мову L DSPACE (f(2n)) DSPACE (f(n)) . Використовуючи претензію, L DSPACE (f(43n))= DSPACE(f(n)), де остання рівність за непрямим припущенням. Але тодіLDSPACE(f(32n))= DSPACE(f(n)), де остання рівність знову за непрямим припущенням, що дає протиріччя.

Доказ позову. Якщо L DSPACE (f(23n))L(f(n))|x|/2xLf(n)32nfx

LL={x10|x|/2xL}x10|x|/2fx10|x|/2f


LDSPACE(f(n))LDSPACE(f(23n))23LDSPACE(f(23n))LDSPACE(f(n)+n2)LDSPACE(2f(n))LDSPACE(43f(n)+n3))

1
@Emil Ти маєш рацію. Я спробував це виправити, чи виглядає це краще?
домоторп

1
LDSPACE(f(23n))LDSPACE(f(n))O(logn)fDSPACE(f(n))DSPACE((1+ϵ)f(n))ϵ>0

2
@Emil Я не думаю, що вхідна стрічка є лише для читання - AFAIK, яка передбачається лише у випадку . f(n)<n
domotorp
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.