Проста (?) Кумедна комбінаторна проблема!


11

Закріпимо 0<E<1 і ціле число t>0 .

для будь-якого n та для будь-якого вектора c¯[0,1]n такого, що i[n]ciE×n

Ac¯:=|{S[n]:iS ciE×t}|(E×nt)

Я не знаю, чи справжнє твердження про помилкове. Я думаю, що це правда.

Моя інтуїція випливає зі спостереження, що для векторів (з відведеною властивістю щодо суми) маємо ; у цьому випадку ми можемо вибрати лише підмножину з набору .c¯{0,1}nAc¯=(E×nt){i | ci=1}

В іншому випадку ми можемо створити хороший підмножина (перша сума більша за ), використовуючи координату в але також, можливо, використовуючи декілька координат із набору ми могли б створити інший гарний набір!E×t{i | ci>E}{i | ciE}

Отже, доведіть це або знайдіть помилку! сподіваючись, що це може бути для вас смішною грою!

Мотивація питання :

Припустимо, у вас є випадкова величина , типовою мірою "скільки випадковостей" є в - хв-ентропіяX{0,1}nX

H(X)=minx{log(Pr[X=x])}

У певному інтуїтивному розумінні мін-ентропія є найгіршим випадком знаменитої ентропії Шеннона (це середній випадок ).

Нам цікаво знизити міні-ентропію випадкової величини де однорідно розподілено на множині .(Z=XY|Y)Y{y | iyi=t}

Якщо нам пощастило, ми можемо зловити шматочки які мають "хорошу ентропію", і тому ми, якщо то XH(X)EnH(Z|Y)Et

Яка ймовірність, що нам пощастить?

Проблема добре вивчена, і існує багато літератури, наприклад див. Лему А.3. у криптографії на основі витоків із відкритим ключем у моделі обмеженого вилучення


3
Мене бентежить термін . Оскільки не обов'язково є цілим числом, як це визначено? (E×nt)E×n
Дейв Кларк

2
Яка мотивація?
Ентоні Лабарре

6
@Dave Clarke, стандартними підходами є визначення його з точки зору гамма-функції або (враховуючи, що ціле число) як. tk=0t1(Enk)/t!
Пітер Тейлор

2
Біноміальні коефіцієнти можна узагальнити до неінтегральних аргументів (на сторінці Вікіпедії подано досить багато деталей). У цьому випадку це може бути не потрібно: Зауважте, що достатньо довести це в крайньому випадку, коли сума дорівнює (тобто - їх середнє значення). ciE×nE
Клаус Драгер

1
@Dave: Вибачте за свою неточність, з моєї точки зору ви можете вибрати . En
АнтоніоФа

Відповіді:


2

Матеріальна публікація не відповідає, але слабша здогадка (щодо підлоги), згадана в коментарях, має місце. Насправді має місце щось сильніше.


Лема 1. Гіпотеза на посаді не виконується. Тобто є примірник, що задовольняє заданим припущенням, де

|{S[n]:iS ciEt}|<(Ent).

Доказ. Розглянемо екземпляр з , , , . Тоді . Для лівої сторони маємо тому що будь-який підмножина що не містить обох сум 1, максимум до 1,7, і є лише два підмножини ( і ), що містять обидва 1. А права частина -n=3c=(1,1,0.7)E=2.7/3=0.9t=2Et=1.8

|{S[3]:iS ci1.8}|=2
S{1,1}{1,1,0.7}(2.72)=2.71.7/2=2.295>2.   

Більш слабка гіпотеза, запропонована в коментарях, а саме пов'язана підлога, , справді . Насправді щось трохи сильніше:En

Лемма 2. Виправити , цілі числа і вектор з . Тоді 0<E<1n,t>0c[0,1]ni[n]ciEn

|{S[n]:iS ciEt}|>(Ent)+(Ent+1)++(EnEn).

Доказ. Нехай . Припустимо, WLOG, що . (В іншому випадку масштабуйте і кожен вниз на рівномірний коефіцієнт, щоб зробити це так. Це підтримує і не змінює жодного підмножина, що становить принаймні ані потрібної нижньої межі числа такі підмножини.) Припустимо WLOG, що (інакше претензія має тривіальне значення).a=Ena=EnEciiciEnEtta

Розглянемо будь-який підмножина розміру принаймні , де . Оскільки і містить усі, але не більше ніж елементів (кожного з яких не більше 1), у нас є , за бажанням.S[n]ndd=aat/n0i[n]ciaSdiSciad=at/n=EtEt

Число таких підмножин ISS

(nnd)+(nnd+1)++(nn1)+(nn)

=(nd)+(nd1)++(n1)+(n0)

>(ad)+(ad1)++(a1)+(a0)    (використовуючи )n>a

=(aad)+(aad+1)++(aa1)+(aa).

Але (використовуючи ), тож остання сума є принаймні бажаною нижньою границею кількості хороших підмножин. ad=at/nta/n=E<1  

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.