ইতিমধ্যে মন্তব্যে বলা হয়েছে, এটি যথারীতি সংজ্ঞাগুলির উপর নির্ভর করে। এর উত্তর দেওয়ার জন্য আমার প্রচেষ্টাটির কয়েকটি সংজ্ঞা দেওয়া দরকার, সুতরাং এটি সংক্ষিপ্ত উত্তর দেওয়ার ক্ষেত্রে আমার অক্ষমতার আর একটি উদাহরণ।
সংজ্ঞা: একটি অপ্টিমাইজেশান সমস্যা একটি tuple হয় সঙ্গে(X,F,Z,⊙)
- X উপযুক্ত এনকোডযুক্ত (স্ট্রিং) দৃষ্টান্ত বা ইনপুটগুলির সেট ।
- x ∈ X F ( x ) xF একটি ফাংশন প্রতিটি ইনস্ট্যান্স মানচিত্র হয় একটি সেট থেকে এর সম্ভবপর সমাধান এর ।x∈XF(x)x
- ( এক্স , Y ) এক্স ∈ এক্স Y ∈ এফ ( এক্স ) টু Z ( এক্স , Y ) YZ উদ্দেশ্য ফাংশন যা প্রতিটি জোড়া মানচিত্র হয় , যেখানে এবং , একটি বাস্তব সংখ্যা নামক মান এর ।(x,y)x∈Xy∈F(x)Z(x,y)y
- সর্বনিম্ন সর্বোচ্চ⊙ হ'ল অপটিমাইজেশন দিক , is বা ।minmax
সংজ্ঞা: একটি সন্তোষজনক সমাধান একটি দৃষ্টান্ত এর একটি অপ্টিমাইজেশান সমস্যার একটি সম্ভবপর সমাধান যার জন্য । অনুকূল সমাধানের মান দিয়ে চিহ্নিত করা হয় এবং সর্বোত্তম হিসাবে ডাকে ।পি হে Y ∈ এফ ( এক্স ) টু Z ( এক্স , Y ) = ⊙ { জেড ( এক্স , Y ' ) | Y ' ∈ এফ ( এক্স ) } হে পি টি ( X )x∈XPOy∈F(x)Z(x,y)=⊙{Z(x,y′)∣y′∈F(x)}Opt(x)
সংজ্ঞা: মূল্যায়ন সমস্যা , প্রকাশ , অপ্টিমাইজেশান সমস্যা সংশ্লিষ্ট নিম্নলিখিত হল: একটি দৃষ্টান্ত দেওয়া , কম্পিউট যদি একটি অনুকূল সমাধান এবং আউটপুট "কোন সন্তোষজনক সমাধান" অন্যথায় হয়েছে।P O x ∈ X O p t ( x ) xPEPOx∈XOpt(x)x
নোট করুন যে এটি কেবলমাত্র সর্বোত্তম সমাধানটির সমস্ত বিশদ সহ পুরো সমাধানটিই নয় তার মান জিজ্ঞাসা করে।
সংজ্ঞা: সিদ্ধান্ত সমস্যা , প্রকাশ অপ্টিমাইজেশান সমস্যা সংশ্লিষ্ট অনুসরণ করছে: একজোড়া দেওয়া , যেখানে এবং , কিনা তা স্থির একটি সম্ভবপর সমাধান আছে যেমন if এবং যেমন যদি ।P O ( x , k ) x ∈ X k ∈ Q x y Z ( x , y ) ≤ k ⊙ = মিনিট জেড ( x , y ) ≥ কে ⊙ = সর্বোচ্চPDPO(x,k)x∈Xk∈QxyZ(x,y)≤k⊙=minZ(x,y)≥k⊙=max
প্রথম পর্যবেক্ষণ এখন যে । প্রমাণ এখানে কঠিন এবং বাদ দেওয়া যায় না।PO∈NPO⇒PD∈NP
এখন, intuitively এবং সংশ্লিষ্ট চেয়ে আরো কঠিন নয় নিজেই। এই অনুভূতিটি আনুষ্ঠানিকভাবে প্রকাশ করার জন্য (এর দ্বারা সমতুল্য অর্থটি কী বোঝানো হচ্ছে তা নির্ধারণ করে ) আমরা হ্রাসগুলি ব্যবহার করব।পি ডি পি হে পি হেPEPDPOPO
পুনরাহ্বান যে একটি ভাষা অন্য ভাষায় বহুপদী টাইম রূপান্তরযোগ্য হয় আছে যদি একটি ফাংশন , বহুপদী সময় গণনীয়, এই ধরনের যে সব শব্দের জন্য , । Reducibility এই ধরনের হিসাবে পরিচিত হয় Karp বা অনেক টু এক reducibility , এবং যদি করার রূপান্তরযোগ্য হয় এই পদ্ধতিতে, আমরা লিখে এই প্রকাশ করার । এটি এনপি-সম্পূর্ণতার সংজ্ঞাটিতে একটি কেন্দ্রীয় ধারণা।L 2 f x x ∈ L 1 ⇔ f ( x ) ∈ L 2 L 1 L 2 L 1 ≤ m L 2L1L2fxx∈L1⇔f(x)∈L2L1L2L1≤mL2
দুর্ভাগ্যক্রমে, বহু-এক-এক হ্রাস ভাষাগুলির মধ্যে যায় এবং এটি অপ্টিমাইজেশান সমস্যার প্রসঙ্গে কীভাবে এগুলিকে নিয়োগ করা যায় তা পরিষ্কার নয়। অতএব আমাদের অন্যরকম হ্রাসযোগ্যতা, টুরিং হ্রাসযোগ্যতা বিবেচনা করা উচিত । প্রথমে আমাদের এটি দরকার:
সংজ্ঞা: একটি ওরাকল একটি সমস্যার জন্য এ (প্রকল্পিত) সাবরুটিন যে দৃষ্টান্ত সমাধান করতে পারেন ধ্রুবক টাইমে।পিPP
সংজ্ঞা: একটি সমস্যা বহুপদী-সময় টুরিং-রূপান্তরযোগ্য একটি সমস্যা , লিখিত , দৃষ্টান্ত যদি জন্য একটি ওরাকল এক্সেস সঙ্গে একটি আলগোরিদিম দ্বারা বহুপদী সময় সমাধান করা যেতে পারে ।পি 2 পি 1 ≤ টি পি 2 পি 1 পি 2P1P2P1≤TP2P1P2
অনানুষ্ঠানিকভাবে, শুধু মত , সম্পর্ক প্রকাশ, যে বেশী কঠিন । এছাড়া সহজ দেখতে যদি বহুপদী সময় সমাধান করা যেতে পারে, তাই করতে পারেন । আবার হ'ল একটি সম্পর্ক। নিম্নলিখিত সত্যটি সুস্পষ্ট:পি 1 ≤ টি পি 2 পি 1 পি 2 পি 2 পি 1 ≤ টি≤mP1≤TP2P1P2P2P1≤T
যাক , তারপর ।পি ডি ≤ টি পি ই ≤ টি পি ওPO∈NPOPD≤TPE≤TPO
কারণ সম্পূর্ণ সমাধান দেওয়া হয়েছে, এর মান গণনা করা এবং এটি সীমাবদ্ধ সাথে মিলবে কিনা তা সিদ্ধান্ত নেওয়া সহজ।k
সংজ্ঞা: দুটি সমস্যার জন্য যদি এবং উভয় সম্পর্কের জন্য , ধরে থাকে তবে আমরা লিখি ; সমতা আমাদের ধারণা ।পি 2 পি 1 ≤ টি পি 2 পি 2 ≤ পি 1 পি 1 ≡ টি পি 2P1P2P1≤TP2P2≤P1P1≡TP2
আমরা এখন প্রমাণ করতে প্রস্তুত যে সম্পর্কিত অপ্টিমাইজেশান সমস্যাটি দেওয়া হয়েছে এবং পূর্ণসংখ্যার জন্য মূল্যবান। আমাদের দেখতে হবে যে হোল্ড করে। আমরা নির্ধারণ করতে পারেন usign অনুসন্ধানের জন্য orcale একটি বাইনারি সঙ্গে । of এর সংজ্ঞাটি নিশ্চিত করে যে কিছু পলিনামিয়াল জন্য ,, তাই বাইনারি অনুসন্ধানের পদক্ষেপের সংখ্যা বহুভুজ is । P O ∈ N P O Z P E ≤ T P D ⊙ { Z ( x , y ) ∣ y ∈ F ( x ) } P D N P O | জেড ( এক্স , ওয়াই ) | । 2 কিউ ( | x | ) কিউ | এক্স | ◻PD≡TPEPO∈NPOZPE≤TPD⊙{Z(x,y)∣y∈F(x)}PDNPO|Z(x,y)|≤2q(|x|)q|x|□
অপ্টিমাইজেশান সমস্যার জন্য এর সাথে সম্পর্ক কম স্পষ্ট। অনেকগুলি কংক্রিট ক্ষেত্রে, কেউ সরাসরি দেখাতে পারে যে । এটি এখানে প্রদত্ত কাঠামোর মধ্যে সাধারণভাবে ধারণ করে তা প্রমাণ করার জন্য আমাদের একটি অতিরিক্ত অনুমানের প্রয়োজন।পি ই পি ডি ডি ≡ টি পি ই ≡ টি পি ওPOPEPD≡TPE≡TPO
প্রথমে আমাদের প্রাসঙ্গিক সমস্যার সমস্যায় জোড়া জোড়া থেকে প্রসারিত করতে হবে । তারপরে এটি সহজেই দেখা যায় যে চেয়ে বেশি সাধারণ ।≤ টি ≤ মি≤m≤T≤m
যাক এবং সিদ্ধান্ত সমস্যার হতে; তারপরে । এটি হোল্ড করে কারণ একাধিক থেকে এক হ্রাসকে একটি খুব সীমাবদ্ধ উপায়ে ওরাকল ব্যবহার করার অর্থ ব্যাখ্যা করা যেতে পারে: ওরাকলটিকে একবার বলা হয়, একেবারে শেষে, এবং এর ফলাফলটি সামগ্রিক ফলাফল হিসাবেও ফিরে আসে। পি ′ পি ≤ এম পি ′ ⇒ পি ≤ টি পি ′ ◻ ◻PP′P≤mP′⇒P≤TP′□
এখন আমরা ফাইনালের জন্য প্রস্তুত:
Let এবং ধরুন টি পূর্ণসংখ্যাযুক্ত এবং এনপি-সম্পূর্ণ, তারপরেপূর্ববর্তী পর্যবেক্ষণগুলির সাথে এটি । এটি করার জন্য আমরা যেমন একটি সমস্যা প্রদর্শন করব । তারপরে আমরাদ্বিতীয় এবং তৃতীয় রাখা সিদ্ধান্ত এবং মূল্যায়নের সংস্করণের সমতার কারণে hold তৃতীয় এর দ্বারা NP-completness থেকে অনুসরণ করে এবং দুটি ঘটনা যথা আগে উল্লেখ করেছে, জেড পি ডি পি ডি ≡ টি পি ই ≡ টি পি হে । পি ও ≤ টি পি ই পি ′ ও ∈ এন পি ও পি ও ≤ টি পি ′ ই পি ও ≤ টি পি ′ ই ≤ টি পি ′ ডি ≤ টি পি ডি ≤ টি পি ই ।PO∈NPOZPD
PD≡TPE≡TPO.
PO≤TPEP′O∈NPOPO≤TP′EPO≤TP′E≤TP′D≤TPD≤TPE.
≤ টি পি ডি পি হে ∈ এন পি হে ⇒ পি ডি ∈ এন পি পি ≤ মি পি ' হে ⇒ পি ≤ টি পি ' হে≤T≤TPDPO∈NPO⇒PD∈NP এবং ।
P≤mP′O⇒P≤TP′O
এখন বিশদ: ধরে নিন যে এর সম্ভাব্য সমাধানগুলি একটি বর্ণমালা ব্যবহার করে এনকোড করা হয়েছে মোট অর্ডার দিয়ে সজ্জিত। যাক থেকে শব্দগুলি হতে সাধারণ দৈর্ঘ্য সাথে শব্দগুলো ব্লক মধ্যে দৈর্ঘ্য এবং lexicographic অর্ডার nondecreasing ক্রমানুসারে তালিকাভুক্ত। (সুতরাং খালি শব্দ)) সকলের জন্য জন্য অনন্য পূর্ণসংখ্যাকে যে যেমন । এবং Both উভয়ই বহুবর্ষীয় সময়ে গণনা করা যায়। সমস্ত for এর মতো এমন একটি বহুবচন হতে দিন Σ ডব্লিউ 0 , ডব্লু 1 , … Σ ∗ ডব্লিউ 0 ওয়াই ∈ Σ ∗ σ ( ই ) আমি y = ডাব্লু আই σ σ - 1 কিউ x ∈ এক্স ওয়াই ∈ ফ ( এক্স ) σ ( ই ) < 2 কিউ ( | x | )POΣw0,w1,…Σ∗w0y∈Σ∗σ(y)iy=wiσσ−1qx∈Xএবং সমস্ত আমরা আছে ।y∈F(x)σ(y)<2q(|x|)
এখন সমস্যা অভিন্ন একটি পরিবর্তিত উদ্দেশ্য ফাংশন ছাড়া। জন্য এবং আমরা নিতে । তাই । P O Z ′ x ∈ X y ∈ F ( x ) Z ′ ( x , y ) = 2 q ( | x | ) ⋅ Z ( x , y ) + σ ( y ) Z ′ P ′ O ∈ N পি ওP′OPOZ′x∈Xy∈F(x)Z′(x,y)=2q(|x|)⋅Z(x,y)+σ(y)Z′P′O∈NPO
যে দেখাতে আমরা মান্য যে জন্য সম্ভবপর হয় যদি এবং কেবল যদি তা সম্ভবপর হয়। আমরা ধরে নিতে পারি যে এটিই কেস, যেহেতু বিপরীত কেস হ্যান্ডেল করার জন্য তুচ্ছ। এক্স পি ও পি ′ ইPO≤TP′ExPOP′E
এর substituion জন্য অর্থে একঘেয়ে যে সব জন্য যদি তারপর । এর অর্থ হলো প্রতি সন্তোষজনক সমাধান মধ্যে এর একটি অনুকূল সমাধান মধ্যে । সুতরাং আমাদের টাস্কটি এর সর্বোত্তম সমাধান এর গণনা হ্রাস করে । Z y 1 , y 2 ∈ F ( x ) Z ( x , y 1 ) < Z ( x , y 2 ) Z ′ ( x , y 1 ) < Z ′ ( x , y 2 ) x P ′ O x P O y x P ′ OZ′Zy1,y2∈F(x)Z(x,y1)<Z(x,y2)Z′(x,y1)<Z′(x,y2)xP′OxPOyxP′O
জন্য আমরা এর মান পেতে পারি । এই সংখ্যার মডুলোর ফলন এর বাকী অংশ গঠন করে যা থেকে বহুপদী সময়ে গণনা করা যায়। Z ′ ( x , y ) = 2 q ( | x | ) ⋅ Z ( x , y ) + σ ( y ) 2 q ( | x | ) σ ( y ) yP′EZ′(x,y)=2q(|x|)⋅Z(x,y)+σ(y)2q(|x|)σ(y)y