यह उस मामले में एक आंशिक (सकारात्मक) उत्तर है जब हमारे पास प्रत्येक पंक्ति में या प्रत्येक कॉलम में शून्य की संख्या पर एक ऊपरी बाध्य है।
एक आयत एक बूलियन मैट्रिक्स है जिसमें एक सभी 1 सबमेट्रिक्स होता है और कहीं और शून्य होता है। बूलियन मैट्रिक्स का एक OR- रैंक आयतों की सबसे छोटी संख्या r है , जिसे A को इन घटकों के (घटक) या के रूप में लिखा जा सकता है। यही है, A की प्रत्येक 1-प्रविष्टि कम से कम आयतों में से 1-प्रविष्टि है, और A की प्रत्येक 0-प्रविष्टि सभी आयतों में 0-प्रविष्टि है। ध्यान दें कि लॉग आर के ( ए ) मैट्रिक्स ए के नॉन्डेटर्मिनिस्टिक संचार जटिलता हैrk(A)rAAAlogrk(A)A(जहाँ एलिस को पंक्तियाँ और बॉब कॉलम मिलते हैं)। ओ पी के रूप में लिखा है, हर बूलियन मैट्रिक्स एक = ( एक मैं , जे ) को परिभाषित करता है एक मानचित्रण y = एक एक्स , जहां y मैं = ⋁ n j = 1 एक मैं , जे एक्स जे के लिए मैं = 1 , ... , मीटर । यही है, हम बूलियन सेमिनार पर एक मैट्रिक्स-वेक्टर उत्पाद लेते हैं।
m×nA=(ai,j)y=Axyi=⋁nj=1ai,jxji=1,…,m
पुद्गल और रोदल के कारण निम्न लीमा है; इस पेपर में प्रपोजल 10.1 देखें
या लेम्मा 2.5 इस किताब में डायरेक्ट कंस्ट्रक्शन के लिए।
लेम्मा 1: हर बूलियन के लिए मैट्रिक्स एक , मानचित्रण y = एक एक्स ज्यादा से ज्यादा का उपयोग कर गहराई -3 की एक असीम fanin या सर्किट से गणना की जा सकती हे ( आर कश्मीर ( एक ) ⋅ n / लॉग इन करें n ) तारों।
n×nAy=AxO(rk(A)⋅n/logn)
हमारे पास घने मैट्रिस के ओआर-रैंक पर निम्नलिखित ऊपरी सीमा भी है। तर्क इस पत्र में एलोन द्वारा उपयोग किए जाने का एक सरल रूपांतर है ।
लेम्मा 2: हर स्तंभ या एक बूलियन मैट्रिक्स के हर पंक्ति तो पर नहीं है घ शून्य है, तो आर कश्मीर ( एक ) = हे ( घ ln | एक | ) , जहां | ए | ए में 1 एस की संख्या है ।
Adrk(A)=O(dln|A|)|A|1A
प्रमाण:
एक ही क्रमिकता p = 1 / ( d + 1 ) के साथ प्रत्येक पंक्ति को स्वतंत्र रूप से उठाकर एक यादृच्छिक सभी- सबमेट्रिक्स आर का निर्माण करें । आइए मैं पंक्तियों का यादृच्छिक यादृच्छिक प्राप्त किया जा सकता हूं । फिर R = I × J , जहां J A के सभी स्तंभों का समूह है, जिनमें I में पंक्तियों में कोई शून्य नहीं है ।
1Rp=1/(d+1)IR=I×JJAI
एक -entry ( मैं , जे ) की एक से आच्छादित है आर अगर मैं में चुना गया था
मैं (अधिकतम में से कोई भी और घ एक साथ) पंक्तियों 0 में जे वें स्तंभ में चुना गया था मैं । इसलिए, प्रविष्टि ( मैं , जे ) संभावना कम से कम के साथ कवर किया जाता है पी ( 1 - पी ) घ ≥ पी ई - पी डी - पी 2 डी ≥1(i,j)ARiId0jI(i,j) । अगर हम इस प्रक्रिया को लागू करने r पाने के लिए बार आर आयत, तो संभावना है कि ( मैं , जे ) इन आयतों से अधिक नहीं है में से कोई भी द्वारा कवर किया जाता ( 1 - पी / ई ) आर ≤ ई - आर पी / ई । संघ बाध्य करके, संभावना कुछ है कि 1 की -entry एक बनी हुई है खुला अधिक से अधिक है
| ए | ⋅ ई - आर पी / ईp(1−p)d≥pe−pd−p2d≥p/err(i,j)(1−p/e)r≤e−rp/e1A|A|⋅e−rp/e, जो r = O ( d ln | A | ) के लिए से छोटा है ।
◻1r=O(dln|A|)□
कोरोलरी: यदि प्रत्येक कॉलम या बूलियन मैट्रिक्स की हर पंक्ति में सबसे अधिक डी शून्य होता है, तो मैपिंग y = ए x को ओ ( डी एन ) तारों का उपयोग करके गहराई -3 के एक अनबाउंड फैनिन-सर्किट द्वारा गणना की जा सकती है
।
Ady=AxO(dn)
मुझे लगता है कि लेम्मा 2 में एक समान ऊपरी बाउंड को भी पकड़ना चाहिए जब एक कॉलम (या एक पंक्ति में) की औसत संख्या 1 है । यह दिखाना दिलचस्प होगा।d1
टिप्पणी: (जोड़ा गया 04.01.2018) Lemma 2 का एक एनालॉग भी धारण करता है जब d , A के सबमेट्रिक्स में शून्य की अधिकतम औसत संख्या है , जहां शून्य की औसत संख्या एक आर × रों मैट्रिक्स से विभाजित शून्य की कुल संख्या है रों + आर । यह एन ईटन और वी। रोडेल में प्रमेय 2 से आता है ; छोटे आयामों का ग्राफ, कॉम्बीनेटरिका 16 (1) (1996) 59-85 । थोड़ा बुरा ऊपरी बंधनrk(A)=O(d2logn)dAr×ss+r को लेम्मा 2 से सीधे लिया जा सकता है।rk(A)=O(d2ln2n)
लेम्मा 3: Let । एक द्विपक्षीय ग्राफ के हर फैले subgraph तो जी है औसत डिग्री ≤ घ , तो जी एक संघ के रूप में लिखा जा सकता है जी = जी 1 ∪ जी 2 , जहां अधिकतम की डिग्री छोड़ दिया जी 1 और की अधिकतम सही डिग्री जी 2 हैं ≤ घ ।
d≥1G≤dGG=G1∪G2G1G2≤d
प्रमाण: कोने की संख्या पर प्रेरण । आधार मामले n = 1 और n = 2 स्पष्ट हैं। प्रेरण चरण के लिए, हम नीले रंग में किनारों रंग और इतने लाल कि दोनों नीले और लाल subgraphs में अधिकतम डिग्री कर रहे हैं जाएगा ≤ घ । एक शीर्ष ले लो यू डिग्री के ≤ घ ; इस तरह के एक शीर्ष चाहिए मौजूद है क्योंकि पूरे ग्राफ की औसत डिग्री होना चाहिए ≤ घ । अगर यू बाएं हिस्से के अंतर्गत आता है, तो करने के लिए सभी किनारों घटना रंग यू लाल रंग में इन सभी किनारों नीले, किसी और रंग में। अगर हम वर्टेक्स यू को हटा देंnn=1n=2≤du≤d≤duuuतब परिणामी ग्राफ की औसत डिग्री भी अधिकांश d पर होती है , और हम इंडक्शन परिकल्पना द्वारा इस ग्राफ के किनारों को रंग सकते हैं। ◻Gd□
लेम्मा 4: Let । एक बूलियन में शून्य की अधिकतम औसत संख्या हैं n × n मैट्रिक्स एक = ( एक मैं , जे ) ज्यादा से ज्यादा है घ , तो r कश्मीर ( एक ) = हे ( घ 2 ln 2 n ) ।
d≥1n×nA=(ai,j)drk(A)=O(d2ln2n)
सबूत: द्विपक्षीय विचार करें ग्राफ जी के साथ ( मैं , जे ) किया जा रहा है iff बढ़त एक मैं , जे = 0 । तब की अधिकतम औसत डिग्री जी ज्यादा से ज्यादा है घ । द्वारा लेम्मा 3, हम लिख सकते हैं जी = जी 1 ∪ जी 2 , जहां के बाएं हिस्से पर कोने की अधिकतम डिग्री जी 1 , और के दाईं ओर से कोने की अधिकतम डिग्री जी 2 है ≤ घ । चलोn×nG(i,j)ai,j=0GdG=G1∪G2G1G2≤d और ए 2 जी 1 और जी 2 के आसन्न मैट्रिसेस के पूरक हैं। इसलिए, एक = एक 1 ∧ एक 2 एक componentwise और इन मैट्रिक्स की है। के हर पंक्ति में शून्य की अधिकतम संख्या एक 1 और के हर स्तंभ में एक 2 अधिक से अधिक है घ । के बाद से आर कश्मीर ( एक ) ≤ आर कश्मीर ( एक 1 ) ⋅ आर कश्मीर ( एक 2 )A1A2G1G2A=A1∧A2A1A2drk(A)≤rk(A1)⋅rk(A2), लेम्मा 2 उपज । ◻rk(A)=O(d2ln2n)□
नायब निम्नलिखित सरल उदाहरण (इगोर सर्गेव द्वारा इंगित) से पता चलता है कि उत्तर के अंत में मेरा "अनुमान" पूरी तरह से गलत था: अगर हम लेते हैं तो पूरे मैट्रिक्स A में शून्य की औसत संख्या होगी (नहीं सभी उपमात्राओं पर औसत की अधिकतम), फिर लेम्मा 2 बुरी तरह से विफल हो सकती है। चलो मीटर = √d=d(A)A , और एक पहचानm×mमैट्रिक्सडालते हैं, कहते हैं किA केऊपरी कोने को छोड़ दें, और शेष प्रविष्टियों को भरें। तबघ(एक)≤मीटर2/2n<1लेकिनआरकश्मीर(एक)≥मीटरहै, जोतेजी सेकी तुलना में बड़ाln| ए| । ध्यान दें, हालांकि, इस मैट्रिक्स की OR जटिलता बहुत छोटी है,O(n) है। तो,प्रत्यक्षतर्क (रैंक के माध्यम से नहीं)m=n−−√m×mAd(A)≤m2/2n<1rk(A)≥mln|A|O(n)घने मेट्रिसेस की OR जटिलता पर बेहतर ऊपरी सीमा प्राप्त कर सकते हैं ।