矩阵供电的复杂性


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令为平方整数矩阵,令为正整数。我对以下决策问题的复杂性感兴趣:Mn

的右上角条目是否为正?Mn

请注意,迭代平方的明显方法(或任何其他显式计算)要求我们潜在地处理双指数幅度的整数,即具有成倍的位数。但是,该问题很容易在Allender等人的“ PosSLP”类(“关于数值分析的复杂性”,SIAM J. Comput。38(5))中找到,因此在计数层次结构的第四层。

1)是否可以将此矩阵供电问题放在较低复杂度的类别中?

2)如果没有,可以想象它对PosSLP很难吗?

3)我对低维矩阵的矩阵乘方问题特别感兴趣,即不超过6x6的矩阵。这样的矩阵的复杂度可能更低吗?


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标题不应该更改为“矩阵供电的复杂性”吗?对于矩阵A,B,矩阵幂运算(例如,参见en.wikipedia.org/wiki/Matrix_exponential)通常被理解为“ A = exp(B)”。
马丁·史瓦兹

我将对其进行编辑。@MartinSchwarz
Suresh Venkat

如果将矩阵转换为PDP-1形式(对于较小的矩阵和足够高的n的幂可以认为是恒定的),则可以轻松了解对角线条目的每个条目的符号。然后,很容易找出剩余的两个矩阵乘法。
罗伯特·梅森

@罗伯特·梅森:我不太确定你的建议。如果D是M的约旦典范形式,那么M ^ n = P ^(-1)D ^ n P,那么D的项通常是复数,所以它们的“符号”是什么意思?我同意您可以在多项式时间内计算D和P(假设代数数的标准表示形式),但是您从右上角的M ^ n = P ^(-1)D ^ n P获得的表达式将是一个表达式涉及提高到n的各种代数数,我看不出如何有效地确定该表达式的符号。
2012年

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@罗伯特·梅森(Robert Mason):我还是不明白-对于可逆矩阵,这种效率如何/为什么有效?(顺便说一下,“大多数”矩阵是可逆的,而不是相反的。)
Joel

Answers:


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对于大小为的矩阵,矩阵幂正问题位于(请参阅文章,将出现在STACS 2015中)k=2,3P


无法抗拒张贴此!:-)
SamiD 2014年
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