可在2-CNF或2-SAT中表达的属性


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如何显示某项属性无法用2-CNF(2-SAT)表示?有卵石游戏等游戏吗?似乎经典的黑色卵石游戏和黑白卵石游戏不适合此操作(它们是PSPACE完整的,根据赫特尔和皮塔西,SIAM J of Computing,2010)。

还是游戏以外的其他技术?

编辑:我正在考虑涉及计数(或基数)未知谓词的属性(SO谓词,如有限模型理论家所言)。例如,在“派系”或“非加权匹配”中。(a)集团:给定图G中是否有集团使得| C | ≥给定数K?(B)匹配:是否有一个匹配的中号在ģ使得| M | ≥ ķ?CG|C|≥K MG|M|≥K

2-SAT可以算吗?有计数机制吗?似乎令人怀疑。


我知道在有限模型理论中有Ehrenfeucht–Fraïssé博弈(用于FO)和Ajtai-Fagin博弈(用于一元SO)。但不确定在这里是否足够。同样,FMT中的游戏会因结构有序而变得复杂,对吗?
— Sameer Gupta 2014年

@Marzio似乎有些证据表明,并非所有的布尔函数都可以在2CNF中表示,因为您声明会回答这个问题(实际上并不确定,不要认为它很明显)。那是什么证明?在某处出版吗?
— vzn14 2014年

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@vzn:一个简单的布尔函数,是不是在2-CNF表达为:(x1∨x2∨x3)
— 马兹奥德BIASI

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@SameerGupta:重新配制后,问题变得很困难:-); 的确,其中φ仅限于条款与两个变量(SO-克罗姆)捕获NL超过有序结构,而存在的SO捕获NP。显然仅限于FO 2-SAT无法计数(并且Ehrenfeucht-Fraïssé游戏或紧凑性技术已经足够,因为您可以使用它们来证明PARITY不能由FO定义)。∃P1...∃Pn∀z¯φ(P1,...,Pn,z¯)φ
— Marzio De Biasi 2014年

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好。似乎存在一些通用理论,即 -SAT不能表示常数k的所有布尔函数。那理论是什么?这个问题询问特殊情况k = 2。注意,存在通过Tseitin变换将n -SAT 还原为3-SAT的概念。在单调电路下界证明(Razborov)中也看到了类似的概念。kkk=2n
— vzn 2014年

Answers:


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当且仅当它具有中位属性时,一类位向量才是2-SAT问题的解决方案的类别:如果将按位多数函数应用于任何三个解决方案,则将获得另一个解决方案。参见例如https://en.wikipedia.org/wiki/Median_graph#2-satisfiability及其参考。因此,如果您找到三个不正确的解决方案,那么您就知道它不能用2-CNF表示。


大卫,谢谢,请查收。@vzn-David的答案是否与您两天前在聊天站点上的评论有关,所有位向量集都存在3SAT公式,并且正在寻找有关位向量集的2SAT公式的结果?
— Sameer Gupta 2014年

David,Yuval-当然,只要使用一组相同的变量,您的证明就可以使用。但是,如果使用的变量集可以完全不同怎么办?在这里查看Martin Seymour的答案:cstheory.stackexchange.com/questions/200/…-要显示从K-Clique或K-Matching到2SAT 没有相等满意的减少量(最好是对数空间),则需要另外的证明。有什么想法吗?
— Sameer Gupta 2014年

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添加辅助变量然后进行投影将无济于事,因为如果中位数属性对于增强型变量系统而言为true,则在投影中仍然为true。
— David Eppstein 2014年

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换句话说,中值(或多数)是2SAT约束的多态性。事实上,它的已知的是,任何具有多数作为多态性CSP(即使是非布尔值)是在(达尔莫-Krokhin '08)。NL⊆P
— arnab 2014年

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令为n个变量的一个属性。假设有一个2CNF式φ (X 1,... ,X Ñ,ÿ 1,... ,ÿ 米),使得 P (X 1,... ,X Ñ)⇔ ∃ ý 1个 ⋯ ∃ Ý 米 φ (X 1P(x1,…,xn)nφ(x1,…,xn,y1,…,ym) 我们声称 φ等效于仅包含 x 1,… ,x n的2CNF公式 ψ。为了证明这一点,足以说明如何消除 y m。写 φ = χ ∧ 小号⋀ ķ = 1(ÿ 米 ∨ Ù ķ)∧ 吨⋀ ℓ =

P(x1,…,xn)⇔∃y1⋯∃ymφ(x1,…,xn,y1,…,ym).
φψx1,…,xnym 其中üķ,Vℓ是文本和χ不涉及ÿ米。式φ相当于 χ∧( ¯ ÿ 米 ⇒小号⋀ ķ = 1 Ùķ)∧(Ý米⇒吨⋀ ℓ = 1个 Vℓ)
φ=χ∧⋀k=1s(ym∨Uk)∧⋀ℓ=1t(ym¯∨Vℓ),
Uk,Vℓχymφ 这证明根据权利要求时 ý 米不以单位条款出现; 如果是这样,我们可以直接消除它。
χ∧(ym¯⇒⋀k=1sUk)∧(ym⇒⋀ℓ=1tVℓ)⟺χ∧(⋀k=1sUk∨⋀ℓ=1tVℓ)⟺χ∧⋀k=1s⋀ℓ=1t(Uk∨Vℓ)
ym

P(x1,…,xn)ψ(x1,…,xn)PPKKn


yiψx1x2⋯xnϕ1ϕ2ϕ2

1
yiyi

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L −L

(是的,我知道加,乘和计数计算函数,但是将它们转换为各自问题的决策版本很容易。)

L⊆NLNLAC0AC0

(c)因此,为了计数,即使您可能无法在2-CNF中获得等效表达式,也可以使用(b)中概述的方法获得相等的 2-CNF表达式。

是的,2-SAT 可以计数。

NL|M|NL


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关于(c),如果您相信我的回答,那么可以将一个令人满意的2-CNF表达式转换为一个真正的等效2-CNF表达式。
— Yuval Filmus 2014年

−  

您可以阅读我的答案,然后自己看看。请注意,在这种情况下,没有时间/空间限制。
— Yuval Filmus 2014年

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LAC0fx∈Lf(x)

ϕxiϕ−xi 
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