Формула 3-CNF, которая требует ширины разрешения


13

Напомним , что ширина резолюции опровержение R из формулы CNF F представляет максимальное число литералов в любом пункте , происходящих в R . Для каждого в 3-CNF wесть неудовлетворительные формулы F каждое опровержение разрешения F требует ширины не менее w .

Мне нужен конкретный пример неудовлетворительной формулы в 3-CNF (настолько малой и простой, насколько это возможно), у которой нет опровержения разрешения ширины 4.


Вам нужна ровно ширина 5 или хотя бы ширина 5? В последнем случае я думаю, что несколько случайных предложений на несколько переменных подойдут. Не очень красиво и не очень мало.
— MassimoLauria

1
думаю, что относительно простой компьютерный / эмпирический поиск найдет это или исключит. также думаю, что здесь скрывается более общая / интересная неисследованная теория. см. также в доказательствах разрешения, все ли DAG возможны? , ищите вновь открытые голоса, если вы согласны =) связанный с этим вопрос: для формул -SAT, какие измерения (D) разрешают DAGs? m×n
— vzn

Ян, я думаю, что Джейкоб должен быть в состоянии ответить на это легко. Кстати, вы хотели бы немного обобщить вопрос и спросить о методе, позволяющем придумать 3-CNF с данной шириной разрешения?
— Каве

Массимо, мне нужен конкретный пример, который я могу записать и объяснить на доске или около того. Так что случайные предложения не подойдут.
— Ян Йоханнсен

1
Сейчас я нахожусь не в том часовом поясе, чтобы мыслить правильно, но, может быть, подойдет формула Цейтина для некоторого действительно небольшого графика (где вы можете проверить расширение вручную)? Но вам действительно нужен 3-CNF? Для 4-CNF я, возможно, поигрался бы с прямоугольной сеткой подходящих размеров и посмотрел бы, что происходит. Просто очень недоделанные мысли ...
— Якоб Нордстрем

Ответы:


14

Следующий пример взят из статьи, в которой Асериас и Далмау дают комбинаторную характеристику ширины разрешения ( журнал , ECCC , авторская копия ).

Теорема 2 статьи гласит, что при заданной формуле CNF опровержения разрешения ширины не более k для F эквивалентны выигрышным стратегиям для Спойлера в игре с экзистенциальной ( k + 1 ) -пебблью. Напомним , что экзистенциальный галька игра играется между двумя конкурирующими игроками, называемых Спойлер и Дубликатор и позиции игры частичные задания размера домена в большинстве к + 1 к переменным F . В игре ( k + 1 ) -pebble, начиная с пустого задания, Спойлер хочет фальсифицировать предложение из FFkF(k+1)k+1F(k+1)Fзапоминая не более логических значений за раз, и Duplicator хочет помешать Спойлеру сделать это.k+1

Пример основан на (отрицании) принципа голубиных отверстий.

Для каждого и j ∈ { 1 , … , n } пусть p i , j - пропозициональная переменная, означающая, что голубь i сидит в отверстии j . Для каждого i ∈ { 1 , … , n + 1 } и j ∈ { 0 , … , n } пустьi∈{1,…,n+1}j∈{1,…,n}pi,jiji∈{1,…,n+1}j∈{0,…,n}yi,j3EPii

EPi≡¬yi,0∧⋀j=1n(yi,j−1∨pi,j∨¬yi,j)∧yi,n.
3EPHPnn+1EPiHki,j≡¬pi,k∨¬pj,ki,j∈{1,…,n+1},i≠jk∈{1,…,n}

nEPHPnn+1, hence EPHPnn+1 has no resolution refutation of width at most n−1.

The paper has another example in Lemma 9, based on the dense linear order principle.

Given that computing the minimum width for resolution refutations is EXPTIME-complete, and moreover it takes Ω(n(k−3)/12) time to certify that the minimum width is at least k+1 (see Berkholz's paper in FOCS or arXiv), perhaps it is hard to come up with examples which provably need wide resolution refutations?


2
OK I should have known that. So EPHP56 (slightly simplified) would be an example that has 48 variables and about 100 clauses. If nothing significantly simpler comes up, I will accept this answer.
— Jan Johannsen
Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.