Головоломка вирізання


18

Проблема: нам надають набір паличок, всі мають цілі довжини. Загальна сума їх довжин - n (n + 1) / 2.

Чи можемо ми їх розбити, щоб отримати паліноми розміром за багаточлен? 1,2,,n

Дивно, але єдине посилання, яке я знаходжу на цю проблему, - це давня дискусія:

http://www.iwriteiam.nl/cutsticks.html

Що ще відомо про проблему? Чи можемо ми довести, що проблема знаходиться в кінцівці?

Оновлення: Проблема різання паличок має обмеження, що кожна палиця має довжину не менше одиниць. (Див. Коментарі та відповідь Цуйосі на необмежений випадок).n


1
Формулювання проблеми у посиланні, яке ви надали, має таку додаткову вимогу, з якою проблема, здається, має більше сенсу: "Жодна з паличок не коротша за ". n
Jukka Suomela

Вирішити, чи завжди це можливо, є невирішеною проблемою.
Еміль

@Emil: У вас є посилання? Щось більш недавнього, ніж давня (1995) дискусія, пов'язана в ОП?
Jukka Suomela

@Jukka Моя помилка. Я забув згадати цю тему, оскільки мав враження, що проблема не зміниться суттєво з цим обмеженням. У всякому разі, я щасливий, оскільки відповідь Цуйосі породив цікаве запитання.
Джагадіш

це досить акуратна проблема, але назва вводить в оману. Це дозволяє припустити, що це проблема теорії складності, коли насправді це крута головоломка алгоритмів так само, як і проблема, що не перебуває. Можливо, вам слід переформулювати заголовок.
Суреш Венкат

Відповіді:


16

Увага: Коли Юкка Суомела коментує питання, сторінка, пов’язана з питанням, стосується проблеми, відмінної від проблеми, зазначеної в питанні, оскільки проблема на сторінці має обмеження, що довжина заданих паличок більша або дорівнює н. Ця відповідь стосується проблеми без цього обмеження. Оскільки коментар Еміля до цього питання стосується проблеми із обмеженням, між його коментарем та наступною відповіддю немає суперечності.


Проблема не заповнена NP, навіть якщо цифри вказані не одинаково.

Проблема з 3 розділами полягає в наступній задачі:
Екземпляр : Позитивні цілі числа a 1 ,…, n в одинарних, де n = 3m і сума n цілих чисел дорівнює mB, так що кожне a i задовольняє B / 4 < a i <B / 2.
Запитання : Чи можна розділити цілі числа a 1 ,…, n на m мультисети, щоб сума кожного багатозначного рівня була дорівнює B?

Проблема 3-х розділів є NP-повною, навіть якщо 1 ,…, n є всіма чіткими [HWW08] (дякую Сергію Гасперсу, що розповіли про це ). Можна звести цю обмежену версію проблеми 3-розділів до проблеми, про яку йдеться, наступним чином.

Припустимо, нам подано екземпляр 3-роздільної задачі, що складається з чітких натуральних чисел a 1 ,…, a n . Нехай m = n / 3 і B = (a 1 +… + a n ) / m, а N - максимум серед a i . Розглянемо наступний екземпляр проблеми палиці: екземпляр складається з однієї палички довжиною k для кожного k∈ {1,…, N} ∖ {a 1 ,…, a n } і m паличок довжиною B. Використовуючи факт що кожне a i задовольняє i > B / 4 ≥ N / 2, легко довести, що ця проблема з палицею має рішення тоді і лише тоді, коли екземпляр проблеми 3-розділів має рішення.

Список літератури

[HWW08] Хезер Хюлетт, Тодд У. Вілл, Герхард Дж. Уогенгер. Мультиграфічна реалізація ступеневих послідовностей: Максимізація проста, мінімізація складна. Листи з дослідження операцій , 36 (5): 594–596, вересень 2008 р. Http://dx.doi.org/10.1016/j.orl.2008.05.004


3
Я не знаю, чи проблема 3-розділів залишається NP-повною чи ні, якщо цифри є чіткими, і я про це прошу: cstheory.stackexchange.com/questions/716/…
Tsuyoshi Ito

Серж Гасперс сказав мені, що це робить (спасибі!). Я спростив доказ, використовуючи його.
Цуйосі Іто
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.