不?


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我希望答案是“否”,但我实际上无法构造一个反例。区别在于,在,我们可能无法统一选择算法在。ε > 0 d Ť 中号Èø Ñ 2 + εø Ñ 2 +ε>0DTIME(O(n2+ε)) εεO(n2+ε)ε

通过一个燕尾式参数(例如,参见此问题),如果存在一决定语言使得,则为在。中号大号∀ ε > 0 中号ø Ñ 2 + ε大号d Ť 中号ëÑ 2 + Ö 1 MiLε>0MiO(n2+ε)LDTIME(n2+o(1))

在给定图灵机的情况下,该机是否在时间是π^ 0_3 -complete。语言(给机器识别代码)是否在\ mathrm {DTIME}(n ^ {2 + o(1)})中Σ^ 0_4(和Π^ 0_3 -hard);语言是否在∩_{ε> 0} \ mathrm {DTIME}(O(n ^ {2 +ε}))中π^ 0_3 -complete。如果我们能证明Σ^ 0_4完整性(或只是Σ^ 0_3的-hardness)\ mathrm {} DTIME(N ^ {2 + O(1)}) ,这将解决这个问题,但我不知道该怎么办那。Ñ 2 + Ö 1 Π 0 3 d Ť 中号ëÑ 2 + Ö 1 Σ 0 4 Π 0 3ε > 0 d Ť 中号Èø Ñ 2 + εΠ 0 3 Σ 0 4 Σ 0 3 d Ť 中号n2+o(1)Π03DTIME(n2+o(1))Σ04Π03ε>0DTIME(O(n2+ε))Π03Σ04Σ03 ëñ 2 +o(1))DTIME(n2+o(1))

如果我们找到语言L_i的序列,LiLi使得
* LiLi具有自然的O n 2 +1/i)O(n2+1/i)决策算法(在i上均匀),那么该问题也将得到解决ii
*每个LiLi是有限的。
*不仅L_i的大小不确定LiLi,而且算法不能排除wLiwLiO(n ^ {2 + 1 / i})快得多O n 2 +1/i)O(n2+1/i)(对于最坏的情况ww),除了有限的ii(取决于算法)。

我也很好奇是否有任何值得注意/有趣的示例(例如ε>0DTIME(O(n2+ε))DTIME(n2+o(1))ε>0DTIME(O(n2+ε))DTIME(n2+o(1))或类似关系。


我从未考虑过诸如图灵机之类的可确定性问题,它是否可以识别D T I M E n 2 + o 1 DTIME(n2+o(1))。井井有条!您选择指数中的2是否有特定原因?我想如果您在指数中考虑其他大于2的数字,这将大致相同。
Michael Wehar

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@MichaelWehar我只是想举一个具体的例子,有时候'1'很特殊,所以我选择了'2'。上面的完整性属性和下面的答案很笼统。
Dmytro Taranovsky

Answers:


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这是一个反例,即对于每个都具有算法(使用多带图灵机)的语言,但是在不是统一的: 接受 iff并且第个图灵机在空输入上停止的步数少于。其他字符串被拒绝。ø Ñ 2 + εε > 0 ε 0 ķ 1 ķ > 0 ķ 2 + 1 / ķO(n2+ε)ε>0ε
0k1mk>0km2+1/k

对于每个,通过对所有足够小的非停止机器进行硬编码并对其余部分进行仿真,可以得到算法。ε ø Ñ 2 + εεO(n2+ε)

现在,考虑决定语言的图灵机中号M

令(在空输入上)为以下内容的有效实现: 对于1,2,4,8,...中的:      使用决定是否暂停步骤。      如果说我们不停止,但我们仍然可以按步停止。MM
nn
MMMM<n2+1/M<n2+1/M
MM<n2+1/M<n2+1/M

通过正确性,不会停止,但是对输入采取阶跃,无穷多个。(如果太快,则MMMMMMΩ(n2+1/M)Ω(n2+1/M)0M1nM0M1nMnnMMMM将违背。该结合取决于模拟在线性时间以及以其他方式为有效的。)MMΩ(n2+1/M)Ω(n2+1/M)MMMM


我不明白最后一句话。我们在哪里获得的运行时间下限?MM
EmilJeřábek支持Monica 17'9

@EmilJeřábek我澄清了答案。让我知道是否可以进一步改进。
Dmytro Taranovsky

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也许我不明白“但我们仍然可以停止……”的意思。M'到底在做什么?
EmilJeřábek支持Monica

@EmilJeřábekM'不使用任何输入,而是反复调用M来确定M'的有限停止问题。例如,如果在运行900步之后,M'发现(根据M)在最初的1000步中M'没有停止,则M'停止。如果不是,则M'继续运行并调用M以确定M'是否在前4000步左右暂停。
Dmytro Taranovsky
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