平方根之和很难解决?


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平方根的总和问题询问,给定两个序列和正整数,是否总和小于,等于,或大于比总和。这个问题的复杂性状态是公开的。有关更多详细信息,请参见这篇文章。这个问题自然出现在计算几何中,尤其是在涉及欧几里德最短路径的问题中,并且是将这些问题的算法从实际RAM转移到标准整数RAM的重要绊脚石。a1,a2,,anb1,b2,,bniaiibi

如果从平方根总和到π的多项式时间减少了,则称问题Π 平方根和为硬(缩写为√√-hard?)。不难证明以下问题是平方根求和:

4d欧几里得几何图中的最短路径

实例:图其顶点为,其边由欧几里得distane加权;两个顶点和G=(V,E)Z4st

输出:从最短路径到在。stG

当然,可以使用Dijkstra算法在实数RAM上的多项式时间内解决此问题,但是该算法中的每个比较都需要解决平方根和问题。归约使用以下事实:任何整数都可以写成四个完美平方的和。减少量的输出实际上是个顶点上的一个周期。2n+2

平方根和的总和还有哪些其他问题? 我对真正的RAM上有多项式时间解的问题特别感兴趣。见 我之前的问题的一种可能性。

如罗宾所言,无聊的答案无聊。对于任何包含平方根和的复杂度类X(例如PSPACE或EXPTIME),每个X难题都无聊的平方根难题。


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感谢Suresh和Peter提出了这个问题。
Jeffε

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也许您还可以坚持认为答案不应该只是那些对于已知包含平方根和问题的类来说很难解决的问题,而可以排除这些琐碎的答案。例如,任何PSPACE难题都将是平方根和的难题,但这可能并不有趣。
罗宾·科塔里

您是在最短路径问题陈述中真正表示还是呢?前者似乎根本没有使用整数RAM,并且大概问题仍然是Σ√-硬限制到整数点...R4Z4
Steven Stadnicki 2011年

@Steven:是的,你是对的。编辑。
Jeffε

Answers:



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这应该是一条评论,因为它几乎是无聊的答案,但是我没有足够的声誉。

平方根问题的总和是在从[ABKM98] ,因此对于这个类的任何问题硬具有所需的性质。这是通过将平方根和问题为来完成的,该问题定义为确定直线问题是否代表正整数,因此该问题很难求平方根。PPPPPPPPosSLP

[ABKM98]:关于数值分析的复杂性,作者:Allender,Burgisser,Kjeldgaard-Pedersen和Miltersen。


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还有一项改进[ mpi-inf.mpg.de/~csaha/Sum_sqrroot.pdf],将问题放入,并证明了问题的受限版本需要多项式位数。CoRPPP
伊莱亚斯

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@Elias:您能详细说明吗?从粗略的角度看,Kayal和Saha似乎在讨论平方根和的“多项式”,它与通常的平方根和有关,但又有所不同。
伊藤刚(Tsuyoshi Ito)

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@Abel:(1)Abel,您好!很高兴看到您的帖子!(2)[ABKM98]的价值实际上是在CCC 2006上发表于2009 发表。(3)无聊的答案不应该是评论,而应该留给自己。但是我认为这不是一个无聊的答案。:)
伊藤刚(Tsuyoshi Ito)

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@Tsuyoshi:他们完全解决了问题的多项式版本。基于此,他们证明是特殊形式,即其中,和 ,那么我们需要一个多项式位数来确定问题。aiai=ibijXdijX>(B+1)(nd)O(1)B=max{bij}d=max{di}
伊莱亚斯(Elias)

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@Tsuyoshi:我完全误解了你的问题。对此我感到抱歉。Kayal和Saha证明了DegSLP在。我应该多加小心。这次真是万分感谢。CoRPPP
伊莱亚斯(Elias)
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