SAT 1-в-3 остается NP-жестким, даже если каждая переменная встречается как положительно, так и отрицательно?


9

Стандартная проблема 1-в-3 SAT (или XSAT или X3SAT):
Экземпляр : формула CNF с каждым предложением, содержащим ровно 3 литерала.
Вопрос : есть ли удовлетворительная установка присваивания, точно равная 1 литералу на предложение, верно?

Проблема является NP-полной и остается сложной, даже если никакая переменная не встречается отрицательной. Интересно, становится ли эта проблема легкой или остается сложной, если требуется, чтобы каждая переменная возникала хотя бы один раз положительно и хотя бы раз отрицательно ?

Обычное сокращение от 3SAT, показывающее, что 1-в-3 SAT трудно заменить пункт (x∨y∨z) по пунктам (¬x∨a∨b), (y∨b∨c), (¬z∨c∨d) где a,b,c,dсвежи для каждого пункта. Таким образом, это сокращение не помогает в ответе на мой вопрос. У меня были проблемы с созданием гаджета, показывающего сложность этого варианта, поскольку, если ровно 1 литерал в предложении истинен, то несимметрично 2 литерала ложны. Если это окажется легким, то можно подумать о терминах набора предложений, но я не понимаю, как это сделать.


Можно ли его уменьшить до 2 сат?
— Джошуа Герман

4
подсказка: для каждого вар Xi, добавить пункты (Xi∨X¯i∨W)∧(Xi∨X¯i∨Y)∧(Xi∨X¯i∨Z) и скажи, (W∨Y∨Z¯),
— Нил Янг,

Ха, это работает (конечно, добавляя также (W¯∨Y∨Z)∧(W∨Y¯∨Z)). Я оставлю вопрос открытым на тот случай, если кто-нибудь сможет решить его без малейшего удовлетворения.Xi∨X¯iобмануть.
— Доминик Питерс

3
Могу ли я призвать вас написать полный ответ на свой вопрос, возможно, основываясь на идее Нила Янга? (Между прочим, я не уверен, почему это "неудовлетворительно". Сокращение - это сокращение.)
— DW

4
Если это тот особый случай, который вас действительно волнует, то, возможно, имеет смысл отредактировать ваш вопрос, чтобы отразить это дополнительное ограничение?
— DW

Ответы:


2

В комментарии OP выразил заинтересованность в сокращении, которое породило экземпляры с 3 различными переменными в предложении. Вот простой подход:

Сокращение от SAT 1-в-3 с 3 различными переменными в предложении:

  • Прежде всего, включите все предложения в формулу ввода как предложения в формулу вывода.
  • Во-вторых, введите три новые переменные F1, F2, а также F3 и добавьте следующие три предложения в формулу вывода: (¬F1,F2,F3), (F1,¬F2,F3), а также (F1,F2,¬F3),
  • Наконец, для каждой переменной x в исходной формуле введите новую переменную x′и добавьте следующие два предложения в формулу вывода: (x,x′,F1) а также (¬x,¬x′,F1),

Давайте проверим, что это сокращение делает то, что мы хотим. Следующие свойства - это то, что мы хотим:

  1. Каждое предложение всегда имеет три различных переменных.
  2. Каждая переменная встречается в некотором предложении положительно, а в другом - отрицательно.
  3. Формула ввода эквивалентна формуле вывода.

Свойство 1 тривиально проверить. Свойство 2 также легко проверить: переменныеF1, F2, а также F3 каждая из них встречается как положительно, так и отрицательно в предложениях, добавленных во втором пункте маркированного списка, в то время как каждая другая переменная в формуле встречается как положительно, так и отрицательно в предложениях, добавленных в третьем пункте маркированного списка.

Что касается свойства 3, это менее тривиально, но все же легко. Вы можете легко утверждать, что единственное назначение для переменныхF1, F2, а также F3 что удовлетворяет каждому пункту из второго пункта пули, состоит в том, чтобы сделать все три Fis false. But then assuming a value of false for F1, пункты (x,x′,F1) а также (¬x,¬x′,F1) добавленные в третьем пункте пули выполняются тогда и только тогда, когда x′=¬x, Поскольку нет никаких других ограничений наx′, это означает, что всегда можно расширить удовлетворяющее назначение для входной формулы в удовлетворяющее назначение для выходной формулы: просто установите каждый x′ быть отрицанием соответствующего x и установить каждый Fi ложно.

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.