用多项式表示OR


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我知道平凡OR功能上n变量x1,,xn可以准确地由多项式表示的p(x1,,xn)作为这样的: p(x1,,xn)=1i=1n(1xi),其次数为n

但是,我怎么能证明什么似乎很明显,如果是正好代表或功能的多项式(所以X { 0 1 } ñp X = ñ = 1 X ),然后p ñpx{0,1}n:p(x)=i=1nxideg(p)n


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您在谈论实多项式吗?还是多项式取模2?如果您想讨论模6(或其他复合数字),那么这个问题将变得更加有趣。
伊戈尔·欣卡

Answers:


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f:{0,1}n{0,1}是一个布尔函数。如果它有一个多项式表示P然后它有一个多线性多项式表示Q度的degQdegP:只需更换任何功率xik,其中k2,由xi。因此,我们可以将注意力集中在多线性多项式上。

权利要求:多项式{iSxi:S[n]},因为功能{0,1}nR形成的用于所有功能的空间的基{0,1}nR

证明:我们首先证明多项式是线性独立的。假设f=ScSiSxi=0对所有(x1,,xn){0,1}n。我们通过(强烈)归纳证明|S|cS=0。假设对于所有|cT=0Ť|T|<k,让我们给出了一组S基数的k。对于所有TS我们知道通过感应该cT=0,因此0=f(1S)=cS,其中1S是其输入是1上的坐标S 

f:{0,1}n{0,1}f0/11i(1xi)n


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px{0,1}np(x)=OR(x)p

q(k)=1(nk)x:|x|=kp(x).
k=1,2,,nq(k)=1q(0)=0q1n0,它的度数必须至少为。因此,也必须具有。npn

对称化通常用于布尔函数的近似度和量子查询复杂度的研究。参见,例如,http://www.math.uwaterloo.ca/~amchilds/teaching/w11/l19.pdf


在我看来,为了使证明有效,您需要证明q的阶数最多为p的阶数。我不清楚。你怎么显示这个?
matthon 2014年

令d = deg(p)。那么q是次数d多项式的总和,因此q的次数最多为d。
亨利·袁

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尤瓦尔(Yuval)和亨利(Henry)为此事实提供了两种不同的证明。这是第三个证据。

首先,正如Yuval的回答一样,我们将注意力集中在多线性多项式上。现在,您已经展示了一个等于OR函数的多元线性多项式。现在我们需要证明的是该多项式是唯一的,因此您发现了OR函数作为多项式的唯一表示。因此,其度为。nn

要求:如果两个超线性多项式p和q在超立方体上相等,则它们在各处相等。

证明:令r(x)= p(x)-q(x),我们知道所有x的r(x)= 0 。我们想证明r(x)等于零。为了解决矛盾,假设不是,并选择r中具有最小程度的非零系数的任何单项式。将此单项式之外的所有变量设置为0,并将该单项式中的所有变量设置为1。在此输入上,r(x)为非零,但此输入为布尔值,这是一个矛盾。{0,1}n

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