Имеет ли ?


15

Я ожидаю, что ответ будет отрицательным, но я не смог построить контрпример. Разница в том, что в мы не сможем выбрать алгоритм равномерно в .O ( n 2 + ε ) ε∩ε>0DTIME(O(n2+ε))O(n2+ε)ε

Под ласточкин хвост аргумента (например, см этот вопрос ), если существует се множество машин Тьюринга решении языка таким образом, что , то является в . L ∀ ε > 0 ∃ M i ∈ O ( n 2 + ε ) L D T I M E ( n 2 + o ( 1 ) )MiL∀ε>0∃Mi∈O(n2+ε)LDTIME(n2+o(1))

Для данной машины Тьюринга, независимо от того, работает ли машина во время , . Находится ли язык (учитывая код для машины, распознающей его) в : (и -hard); находится ли язык в является . Если мы сможем доказать полноту (или просто -твердость) , это решит проблему, но я не уверен, как это сделать тот.Π 0 3 Д Т Я М Е ( п 2 + O ( 1 ) ) Σ 0 4 Π 0 3 ∩ & epsi ; > 0 Д Т Я М Е ( О ( п 2 + & epsi ; ) ) Π 0 3 Σ 0 4 Σ 0 3 D T I Mn2+o(1)Π30DTIME(n2+o(1))Σ40Π30∩ε>0DTIME(O(n2+ε))Π30Σ40Σ30DTIME(n2+o(1))

Эта проблема также будет решена, если мы найдем последовательность языков такую, что * имеет естественный алгоритм решения (равномерно по ). * Каждый конечен. * Мало того, что размер неразрешим, но алгоритм не может исключить намного быстрее, чем (для худшего случая ), за исключением конечного числа (в зависимости от алгоритм).L i O ( n 2 + 1 / i ) i L i L i w ∈ L i O ( n 2 + 1 / i ) w iLi
LiO(n2+1/i)i
Li
Liw∈LiO(n2+1/i)wi

Мне также любопытно, есть ли какие-нибудь заметные / интересные примеры (для или аналогичное соотношение).∩ε>0DTIME(O(n2+ε))∖DTIME(n2+o(1))


Я никогда не думал о таких вопросах, как разрешимость машины Тьюринга, распознает ли она язык в . Очень аккуратный! Была ли конкретная причина, почему вы выбрали 2 в показателе степени? Я предполагаю, что это было бы примерно так же, если бы вы учитывали какое-то другое число в показателе степени, которое было больше 2? DTIME(n2+o(1))
— Майкл Вехар

1
@MichaelWehar Я просто хотел конкретный пример, и «1» иногда бывает особенным, поэтому я выбрал «2». Свойства полноты выше и ответ ниже являются довольно общими.
— Дмитрий Тарановский

Ответы:


10

Вот контрпример, то есть язык с алгоритмом (с использованием многолинейных машин Тьюринга) для каждого , но не равномерно по : принять если и я машина Тьюринга останавливается менее чем за шагов на пустом входе. Другие строки отклоняются.ε > 0 ε 0 k 1 m k > 0 k m 2 + 1 / kO(n2+ε)ε>0ε
0k1mk>0km2+1/k

Для каждого мы получаем алгоритм жестко кодируя все достаточно малые небрежные машины и моделируя остальное. O ( n 2 + ε )εO(n2+ε)

Теперь рассмотрим машину Тьюринга решающую язык.M

Пусть (на пустом входе) будет эффективной реализацией следующего: для в 1,2,4,8, ...:      используйте чтобы решить, останавливается ли в шаги.      остановка, если говорит, что мы не останавливаемся, но мы все еще можем остановиться с шагом .M′
n
MM′<n2+1/M′
M<n2+1/M′

По правильности , не останавливается, но М принимает Ом ( п 2 + 1 / М ' ) -steps на входе 0 М ' 1 п - М ' для бесконечно многих п . (Если М слишком быстро, то М ' будет противоречить М . В Ом ( п 2 + 1 / М ' ) связан зависит от М ' моделированияMM′MΩ(n2+1/M′)0M′1n−M′nMM′MΩ(n2+1/M′)M′ за линейное время и в противном случае быть эффективным.)M


Я не понимаю последнее предложение. Где мы получаем более низкие оценки времени работы ? M
— Эмиль Йержабек поддерживает Монику

@ EmilJeřábek Я уточнил ответ. Дайте мне знать, если это может быть улучшено дальше.
— Дмитрий Тарановский

1
Возможно, я не понимаю, что означает "но мы все еще можем остановиться ...". Что именно делает М '?
— Эмиль Йержабек поддерживает Монику

@ EmilJeřábek M 'не использует ввод и неоднократно вызывает M, чтобы решить ограниченную проблему остановки для M'. Если, например, после выполнения 900 шагов M 'обнаруживает, что (согласно M) M' не останавливается на первых 1000 шагах, то M 'останавливается. Если нет, то M 'продолжает работать и вызывает M, чтобы решить, останавливается ли M' в первые 4000 шагов или около того.
— Дмитрий Тарановский
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.