कठोरता और कटौती की दिशा


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हम कहते हैं कि हम जानते हैं कि समस्या ए कठिन है, तो हम ए को अज्ञात समस्या को कम करते हैं बी को साबित करने के लिए बी भी कठिन है।

एक उदाहरण के रूप में: हम जानते हैं कि 3-रंग कठिन है। फिर हम 3-रंग को कम करके 4-रंग करते हैं। 3-रंग में से किसी एक रंग को स्वीकार करने से आपको 4-रंग करना पड़ता है, 4-रंग में एर्गो करना मुश्किल होता है।

ऐसा ही है। लेकिन यह एक प्रमाण क्यों है कि 4-रंग कठिन है? क्या यह है कि आप 3-रंग समस्या को हल करने के लिए 4-रंग की समस्या के समाधान का उपयोग कर सकते हैं? यदि हां, तो कैसे? यदि नहीं, तो यह एक वैध प्रमाण क्यों है?

बोनस q: बहुपद कटौती दोनों तरीकों से जाने में सक्षम होना चाहिए?

संपादित करें: यदि आप यह समझाने में सक्षम होंगे कि ऐसा क्यों है तो एक उदाहरण से आप इंटरनेट का पक्ष लेंगे। मुझे यह कहीं भी एक ठोस तरीके से समझाया नहीं गया।


यदि आप दो एनपी-पूर्ण समस्याओं से निपट रहे हैं, तो हां, बहुपदीय कमी होनी चाहिए जो दोनों तरीकों से होती है। कई मामलों में, ए से बी और बी से ए तक की कटौती एक दूसरे से बहुत अलग दिख सकती है।
— जो

यदि समस्याएं दोनों एक ही जटिलता वर्ग में नहीं हैं, तो दोनों तरीकों से कमी नहीं हो सकती है।
— जो

जवाबों:


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एक समस्या से कमी A एक और समस्या के लिए B एक परिवर्तन है f किसी भी उदाहरण के a का A एक उदाहरण में f(a) का B, ऐसा है कि

x∈A  ⇔  f(x)∈B(E)

अगर f वह परिवर्तन है जो उस जटिलता को संरक्षित करता है जिसमें आप रुचि रखते हैं (उदाहरण के लिए) f यदि आप विचार करें तो एक बहुपद परिवर्तन है NP-हार्डनेस) फिर एक एल्गोरिथ्म का अस्तित्व AB हल B एक एल्गोरिथ्म को हल करने के अस्तित्व का तात्पर्य है A: यह चलाने के लिए पर्याप्त है f, फिर AB।

इसलिए ऐसी कमी का अस्तित्व A सेवा B मतलब कि B से आसान नहीं है A। दूसरे तरीके से कटौती करना आवश्यक नहीं है।

उदाहरण के लिए, ग्राफ़ के रंग के लिए। आप 3-रंग को 4-रंग से कम कर सकते हैं लेकिन तत्काल तरीके से नहीं। अगर आप ग्राफ लेते हैंG और आप चुनते हैं f(G)=G तब आपके पास वह होगा x∈3COL ⇒ f(x)∈4COL लेकिन आपके पास नहीं है f(x)∈4COL ⇒ x∈3COLबेशक। निष्कर्ष यह है कि समतुल्यता(E) सम्मानित नहीं है, इसलिए fहै न कमी।

आप एक सही कमी का निर्माण कर सकते हैं f से 3COL सेवा 4COL लेकिन यह थोड़ा अधिक जटिल है: किसी भी ग्राफ के लिए G, चलो f(G) ग्राफ बनो G एक और नोड के साथ बढ़ाया u यह एक किनारे के साथ हर दूसरे नोड से जुड़ा हुआ है।

  • परिवर्तन जटिलता-संरक्षण (बहुपद, यहाँ) है;
  • अगर G में है 3COL फिर f(G) में है 4COL: बस के लिए चौथे रंग का उपयोग करें u;
  • अगर f(G) में है 4COL तो आप साबित कर सकते हैं कि सभी नोड्स को छोड़कर u एक रंग है जो नहीं है uइसलिए है G में है 3COL।

जो यह साबित करता है f एक कमी है और वह है 4COL से कठिन है 3COL। आप उसी तरह से साबित कर सकते हैंnCOL से कठिन है mCOL किसी के लिए n≥mइस तथ्य का दिलचस्प सबूत है कि 3COL किसी से भी कठिन है nCOL।


इस तरह की कटौती का मतलब यह क्यों है कि बी ए से आसान नहीं है? प्रयास के लिए यूवी, लेकिन मेरे पुष्ट मस्तिष्क के लिए बहुत सार।
— अनफिन कैट ऑक्ट

क्या यह है कि उत्तर A के लिए A के समान ही होगा क्योंकि आपने A को B में घटा दिया है? मुझे लगता है कि मुझे यह मिल गया है: यदि मूल उदाहरण में तीन रंग हैं, तो परिवर्तित उदाहरण में चार-रंग होगा, इसलिए यदि उत्तर "हां, इसमें चार रंग हैं", तो उत्तर भी "हां, है" एक तीन रंग "? लेकिन क्या यह अभी भी संभव नहीं है कि परिवर्तित उदाहरण B में A के बिना तीन रंग वाले चार रंग हैं? मुझे लगता है कि चार रंगों के साथ एक ग्राफ को
— रंगना

@ TheUnfunCat (3 और 4-रंग उदाहरण के साथ अद्यतन)
— jmad
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