假设SETH,问题是不及时可解对于任何ε > 0。O ( 2(1 − ϵ )np ø 升ý(升))ϵ > 0
首先,让我证明这是真的为更普遍的问题,其中和Ψ可以是任意的单调的公式。在这种情况下,从TAUT到保留变量数量的问题的折时CTT减少了。令T n t(x 0,… ,x n − 1)表示阈值函数
T n t(x 0,… ,x n − 1)= 1ΦΨŤñŤ(x0,… ,xn − 1)
使用Ajtai-Komlós-Szemerédi排序网络,Ť Ñ 吨可通过多项式大小单调式被写入,在constructible时间pÖ升ý(Ñ)。
ŤñŤ(x0,… ,xn − 1)=1⟺∣∣{i<n:xi=1}∣∣≥t.
Tntpoly(n)
给定一个布尔公式,我们可以使用德摩根规则,把它写在表格φ '(X 0,... ,X ñ - 1,¬ X 0,... ,¬ X n − 1),
其中ϕ '是单调的。然后
ϕ (x 0,… ,x n −ϕ(x0,…,xn−1)
ϕ′(x0,…,xn−1,¬x0,…,¬xn−1),
ϕ′是重言式,当且仅当单调含义
T n t( x 0,…, x n − 1)→ ϕ '( x 0,…, x n − 1, N 0,…, N n − 1)
是有效的,每
吨≤ñ,其中
ñ 我 = Ť ñ - 1吨(φ (X0,… ,xn − 1)ŤñŤ(x0,… ,xn − 1)→ ϕ′(x0,… ,xn − 1,N0,… ,Nn − 1)
Ť ≤ ññ一世= Tn − 1Ť(x0,… ,xi − 1,X我+ 1,… ,xn − 1)。
对于从左到右的含义,令为满足T n t的分配,即至少t个。存在è ' ≤ é与准确牛逼的。然后è ' ⊨ ñ 我 ↔ ¬ X 我,从而È ' ⊨ φ意味着ë ' ⊨ φ '(X 0,... ,X Ñ - 1,Ñ 0,...ËŤñŤŤË′≤ èŤË′⊨ ñ一世↔ ¬ X一世Ë′⊨ φ。由于这是一个单调公式,我们也有 Ë ⊨ φ '(X 0,... ,X Ñ - 1,Ñ 0,... ,Ñ Ñ - 1)。从右到左的含义相似。Ë′⊨ φ′(x0,… ,xn − 1,N0,… ,Nn − 1)Ë ⊨ φ′(x0,… ,xn − 1,N0,… ,Nn − 1)
现在,让我回到原来的问题。我将说明以下情况:如果问题是在时间上可解,那么对于任何ķ,ķ -DNF-TAUT(或双重,ķ -SAT)在时间上是可解的2 δ Ñ + O (√2δñp ø 升ý(升)ķķķ。这意味着δ≥1,如果SETH成立。2δn + O (k n 对数ñ√)p ø 升ý(升)δ≥ 1
所以,假设我们给出一个 -DNF
φ = ⋁ 我< 升(⋀ Ĵ ∈ 甲我 X Ĵ ∧ ⋀ Ĵ ∈ 乙我 ¬ X Ĵ ),
其中| 一个我| + | 乙我| ≤ ķ每个我。我们分裂Ñ变量分为Ñ ' = ñ / b的块大小的b 听,说:√ķ
ϕ = ⋁我< l( ⋀Ĵ ∈ 一一世XĴ∧ ⋀Ĵ ∈ 乙一世¬ XĴ),
| 一种一世| + | 乙一世| ≤ķ一世ññ′= n / b个。由相同的参数作为以上,
φ是同义反复当且仅当影响
⋀ û < Ñ ' Ť b 吨ù(X b ü,... ,X b (Ú + 1 )- 1)→交通⋁ 我< 升(⋀ Ĵ ∈ 甲我 X Ĵ ∧ ⋀ Ĵ ∈ 乙我 ñb ≈ ķ− 1n 日志ñ--------√ϕ⋀u < n′ŤbŤü(xb ü,… ,xb (u + 1 )− 1)→ ⋁我< l( ⋀Ĵ ∈ 一一世XĴ∧ ⋀Ĵ ∈ 乙一世ñĴ)(*)
ñ′Ť0,… ,tñ′− 1∈ [ 0 ,b ]Ĵ = b ù + Ĵ′0 ≤ Ĵ′< bñĴ= Tb − 1Ťü(xb ü,… ,xb ü + Ĵ′− 1,Xb ü + Ĵ′+ 1,… ,xb (u + 1 )− 1)。
ŤbŤO ( 2b)(*)ø (Ñ 2b)ñĴ作为大小为的单调DNF
O ( 2b)。因此,使用分布性,RHS的每个析取项可以写为大小为单调的DNF
O ( 2ķ b),并且整个RHS都是DNF大小
Ô (升2ķ b)。它遵循
(*) 是我们尺寸问题的一个实例
Ô (升2O (k b )) 在
ñ变量。通过假设,我们可能会及时检查其有效性
O ( 2δn + O (k b )升O (1 ))。我们对所有重复此检查
bñ′ 选择
Ť⃗ ,因此总时间为
O ((b + 1 )n / b2δn + O (k b )升O (1 )) =O( 2δn + O (k n 对数ñ√)升O (1 ))
如所声称的。
通过考虑问题的有界宽度版本,我们与(S)ETH有了更紧密的联系:对于任何 ķ ≥ 3,让 ķ-MonImp表示问题的限制,其中 Φ 是一个 ķ-CNF,以及 Ψ 是一个 ķ-DNF。(S)ETH关注常数
sķs∞= inf { δ:k-SAT∈DTIME(2δn)},=sup{sk:k≥3}.
Likewise, let us define
s′ks′∞=inf{δ:k-MonImp∈DTIME(2δn)},=sup{s′k:k≥3}.
Clearly,
s′3≤s′4≤⋯≤s′∞≤1
as in the SAT case. We also have
s′k≤sk,
and the double-variable reduction in the question shows
sk≤2s′k.
现在,如果我们将上述构造应用于恒定块大小
b, 我们获得
sķ≤ 秒′b ķ+ 日志(b + 1 )b,
因此
s∞= 秒′∞。
特别地,SETH等价于
s′∞= 1,并且ETH等效于
s′ķ> 0 对所有人
ķ ≥ 3。