Я спробую на цьому. Я буду використовувати оригінальне позначення Яо. Таким чином буде легше протиставити його статті та його визначення.
Нехай є кінцевим набором входів, а - кінцевим набором детермінованих алгоритмів, які можуть не дати правильної відповіді на деякі входи. Нехай також , якщо дає правильну відповідь на , і в іншому випадку. Також позначаємо через r ( A , x ) кількість запитів, зроблених на вході , або еквівалентно глибину дерева рішеньIA0ϵ(A,x)=0Axϵ(A,x)=1r(A,x)AxA
Середня вартість: Враховуючи розподіл ймовірностей на I , середня вартість алгоритму A ∈ A 0 є C ( A , d ) = ∑ x ∈ I d ( x ) ⋅ r ( A , x ) .dIA∈A0C(A,d)=∑x∈Id(x)⋅r(A,x)
Складність розподілу: Нехай . Для будь-якого розподілу d на входах, нехай β ( λ ) - підмножина A 0, задана β ( λ ) = { A : A ∈ A 0 , ∑ x ∈ I d ( x ) ⋅ ϵ ( A , x ) ≤ λ }λ∈[0,1]dβ(λ)A0β(λ)={A:A∈A0,∑x∈Id(x)⋅ϵ(A,x)≤λ}. Складність розподілу з похибкою для обчислювальної задачі P визначається як F 1 , λ ( P ) = max d min A ∈ β ( λ ) C ( A , d ) .λPF1,λ(P)=maxdminA∈β(λ)C(A,d)
-толерантність:λРозподіл на сімейство A 0 є λ -толерантним, якщо max x ∈ I ∑ A ∈ A 0 q ( A ) ⋅ ϵ ( A , x ) ≤ λ .qA0λmaxx∈I∑A∈A0q(A)⋅ϵ(A,x)≤λ
Очікувана вартість: Для рандомізованого алгоритму нехай q - розподіл ймовірностей, який є λ -толерантним на A 0 . Очікувана вартість з R для даного входу х є Е ( Р , х ) = Σ ∈ 0 д ( ) ⋅ г ( , х ) .RqλA0RxE(R,x)=∑A∈A0q(A)⋅r(A,x)
Випадкова складність: Нехай . Рандомізована складність з похибкою λ дорівнює F 2 , λ = min R max x ∈ I E ( R , x ) .λ∈[0,1]λF2,λ=minRmaxx∈IE(R,x)
Тепер ми готові розпочати справу. Що ми хочемо довести - це розподіл на входах та рандомізований алгоритм R (тобто розподіл q на A 0 )dRqA0
Принцип Мінімакса Яо для алгоритмів Монтекарло
дляЙ∈[0,1/2].
maxx∈IE(R,x)≥12minA∈β(2λ)C(A,d)
λ∈[0,1/2]
I will follow an approach given by Fich, Meyer auf der Heide, Ragde and Wigderson (see Lemma 4). Their approach does not yield a characterization for Las Vegas algorithms (only the lower bound), but it is sufficient for our purposes. From their proof, it easy to see that for any A0 and I
Claim 1. maxx∈IE(R,x)≥minA∈A0C(A,d).
Щоб отримати правильні цифри там, ми зробимо щось подібне. Враховуючи, що розподіл ймовірностей заданий рандомізованим алгоритмом R, є λ -толерантним на A 0, маємо, що
λqRλA0
λ≥maxx∈I{∑A∈A0q(A)⋅ϵ(A,x)}≥∑x∈Id(x)∑A∈A0q(a)⋅ϵ(A,x)=∑A∈A0q(a)∑x∈Id(x)⋅ϵ(A,x)≥minA∈A0{∑x∈Id(x)⋅ϵ(A,x)}.
If we replace the family
A0 with
β(2λ) we see that
λ≥maxx∈I{∑A∈A0q(A)⋅ϵ(A,x)}≥maxx∈I⎧⎩⎨∑A∈β(2λ)q(A)⋅ϵ(A,x)⎫⎭⎬≥∑x∈Id(x)∑A∈β(2λ)q(a)⋅ϵ(A,x)=∑A∈β(2λ)q(a)∑x∈Id(x)⋅ϵ(A,x)≥minA∈β(2λ){12∑x∈Id(x)⋅ϵ(A,x)},
where the second inequality follows because β(2λ)⊆A0, and the last inequality is given by the definition of β(2λ) where the summation divided by 2 cannot be greater than λ. Hence,
maxx∈I{∑A∈A0q(A)⋅ϵ(A,x)}≥12minA∈β(2λ){∑x∈Id(x)⋅ϵ(A,x)}.
By noting that ϵ maps to {0,1} and r maps to N and Claim 1 above, now we can safely replace the function ϵ in the inequality above by r(A,x) to obtain the desired inequality.