单项式的直线复杂度


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令为某个字段。像往常一样,对于 我们将定义为在 的直线复杂度。令为的单项式集合,即出现在且系数非零的单项式。˚F ∈ ķ [ X 1,X 2,... ,X Ñ ] 大号(˚F )˚F ķ ˚F ˚F ˚Fkf∈k[x1,x2,…,xn]L(f)fkFff

是真的吗?∀m∈F:L(m)≤L(f)

甚至一些较弱的上限是已知的吗?L(m)

Answers:


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如果

f=(Σi=1nxi)2n
则其具有单项式和。根据计数参数,有直线程序,长度为。由于具有更多的单项式,对于某些人,我们需要更长的程序。实际上,此参数给出了一个单项式,其中。(2n+n−1n−1)≈2n22 ø (Ñ 登录Ñ ) ø (Ñ )˚F 米大号(米)= 〜Ω(大号2(˚F ))L(f)=O(n)2O(nlog⁡n)O(n)fmL(m)=Ω~(L2(f))

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作为基于domotorp的回答一小建设性例如,人们可以采取用,而。 L (f )= 4 L (x 7 y )= L (x 7)+ 1 = 5f=(x+y)8L(f)=4L(x7y)=L(x7)+1=5
— 2014年

@domotorp,谢谢您的答复。这似乎也是上限吗?还是可以有更好的下限?
— Gorav Jindal 2014年

我不知道,但是由于这个例子是如此简单,我想差距可能更大,甚至可能是指数级的。
— domotorp 2014年

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我有一个“证明”,它有一个线性上限。我在哪里错了(因为您证明了二次下限)?这是因为如下:随着规模的SLP ,您计算一个多项式总额度的≤ 2 大号。现在,x D的SLP大小最大为2 log D(二进制幂)。甲度- d Ñ -variate单项具有然后大小的SLP至多2 Ñ 登录d + ñ - 1(非常粗略的结合):计算所有的X d 我我,d 我 ≤ dL≤2LxD2log⁡DD n2nlog⁡D+n−1xiDiDi≤D,然后是他们的产品。因此,如果我们考虑多项式,其总次数最多为2 L (f ),每个单项式的SLP大小最多为2 n L (f )+ n - 1。f2L(f)2nL(f)+n−1
— 2014年

1
@Bruno:很好的证明,它没有什么问题,但是当您将和L (f )相乘时,它不是线性的。但是,因为我们知道,˚F最多只能依赖于大号(˚F )+ 1级的变量,我们可以假设ñ ≤ 大号(˚F )+ 1,这意味着所需的二次绑定。因此L (m )= O (L 2(f ))。nL(f)fL(f)+1n≤L(f)+1L(m)=O(L2(f))
— domotorp 2014年

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注意:这是先前评论的扩展,因为OP明确要求较弱的上限。

多项式的总度数由2 L (f )限定,因为每个运算最多可以使多项式的度数加倍。因此,对于每个米∈ 中号,度(米)≤ 2 大号(˚F )。f2L(f)m∈Mdeg⁡(m)≤2L(f)

现在,对于某些变量和度d,如果大小最大为2 log (d ),则存在一个SLP 通过二进制乘幂运算x d。对于一个单项式米= X d 1 1 ⋯ X d Ñ Ñ,一个可以单独计算每个X ð 我我再取他们的产品。因此大号(米)≤ 2 Ñ 日志(d )+ (ñ -xdxd2log⁡(d)m=x1d1⋯xndnxidi,其中 d是 m的总度数(当然,这是每个 d i的上限)。L(m)≤2nlog⁡(d)+(n−1)dmdi

在一起,可以得到: 大号(米)≤ 2 Ñ 日志(度(米))+ (ñ - 1 )≤ 2 Ñ 大号(˚F )+ (ñ - 1 )。m∈M

L(m)≤2nlog⁡(deg⁡(m))+(n−1)≤2nL(f)+(n−1).

由于,可以得出结论 ∀ 米∈ 中号,大号(米)≤ 2 大号(˚F )2 + 3 大号(˚F )。n≤L(f)+1

∀m∈M,L(m)≤2L(f)2+3L(f).

备注。如上所述的界限是非常粗糙的。特别是,第二段给出的的上限并不严格。但是,domotorp的回答表明,人们不能希望有一个更好的界线,更确切地说,不能消除对L (f )的二次依赖性。为了收紧结构,可以在附加链上使用最著名的结构。请注意,此问题的精确界限仍然未知。L(m)L(f)

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